NASA neemt een verzekerde blik op het risico op hagelbuien

[univers]

Een geostationaire operationele omgevingssatelliet-16 (GOES-16) -animatie van kleurverbeterde infraroodgolflengtetemperatuur overlay op zichtbare helderheidsbeelden van golflengten van 22-23 mei 2020. Witgekleurde gebieden ingebed in magenta schaduwen duiden op wolkentemperaturen lager dan -80 graden Celsius en sterke opwaartse luchtstroom, gewoonlijk aangeduid als doorschietende wolkentoppen. Een pluim van warmere kleuren (rood) met een andere wolkentextuur die naar het noordoosten stroomt vanuit de opwaartse luchtstroom nabij Burkburnett, Texas, duidt op een cirruspluim boven het aambeeld , een sterke indicator van ijsinjectie in de stratosfeer en een extreem zware storm. Hagel met een diameter van meer dan 5 inch (12,5 cm) werd waargenomen in Burkburnett en hagel met een diameter van 4 inch (10 cm) werd gemeld nabij Davidson, Oklahoma.

Als er een hagelstorm toeslaat, kan de schade catastrofaal zijn voor huizen, bedrijven, landbouw en infrastructuur. Met een schadetotaal van soms meer dan $ 1 miljard , zijn hagelbuien zelfs het duurste ernstige stormgevaar voor de verzekeringssector, waardoor betrouwbare, langetermijngegevens nodig zijn om verzekerde schade in te schatten en extreme verliesrisico's in te schatten.

Daarom werkt een team van NASA-wetenschappers samen met internationale partners om satellietgegevens te gebruiken om hagelstormen en hagelschade op te sporen en ons begrip van de hagelfrequentie te verbeteren. Dit project zal langetermijnkaarten op regionale en mondiale schaal opleveren van het optreden van ernstige stormen, catastrofemodellen en nieuwe methoden om de kortetermijnvoorspellingen van deze stormen te verbeteren.

"We gebruiken gegevens van veel satellietsensoren om echt in te graven en te begrijpen wanneer en waar hagelstormen kunnen voorkomen en welke wijdverspreide schade deze kunnen veroorzaken", zegt Kristopher Bedka, hoofdonderzoeker bij NASA's Langley Research Center in Hampton, Virginia. "Dit is een eerste project in zijn soort en we beginnen te laten zien hoe nuttig deze satellietgegevens kunnen zijn voor de herverzekeringssector, voorspellers, onderzoekers en vele andere belanghebbenden."


De afbeelding aan de linkerkant is een geostationaire operationele omgevingssatelliet (GOES-16) zichtbaar en infrarood helderheidstemperatuur sandwich-afbeelding van een zware hagelbui in het noordoosten van Montana op 21 juli 2018. Deze storm genereerde windstoten van 87 mph en hagel tot vijf centimeter in diameter. Een doorschietende wolkendop werd geïdentificeerd door een NASA-algoritme en ook een cirruspluim boven het aambeeld werd gegenereerd door deze storm. De afbeelding rechts is een Global Precipitation Measurement (GPM) -missie van 19 GHz microgolfhelderheidstemperatuur. De extreem koude temperatuur in het midden van de afbeelding duidt op een zeer grote kans op hagel.

Deze uitgebreide satellietdatasets bieden essentiële kennis aan regio's waar het ontbreekt aan routinematige rapportage over hagelgebeurtenissen op basis van continue, langdurige weerradarwaarnemingen, de media en het grote publiek. Een huidige prioriteit voor het team is het ontwikkelen van een innovatieve hagelrisicobeoordeling boven Zuid-Afrika, waar hagelbuien verantwoordelijk zijn voor bijna de helft van de totale waarde van verzekerde verliezen door natuurrampen.

Voor dit project werkt NASA samen met Willis Towers Watson, een bedrijf dat wereldwijde advies- en bemiddelingsdiensten levert door met klanten samen te werken om risico's beter te begrijpen en financiële veerkracht te bieden tegen extreem verliesgevende gebeurtenissen zoals hagelbuien. Willis Re, de herverzekeringsmakelaar van het bedrijf, werkt samen met academische partners om nieuwe industriële tools te ontwikkelen op basis van de nieuwste inzichten en methoden.

Willis Re werkt aan het uitbreiden van de mogelijkheden van het catastrofemodel voor heel Zuid-Afrika en alle bedrijfstakken die door hagel worden bedreigd, inclusief eigendoms-, motor- en landbouwclaims. Dit catastrofemodel zal worden gebruikt om klanten in verzekeringen en herverzekeringen te helpen bij het ontwikkelen van een eigen kijk op risico's voor hun regio, waaronder de kans op extreme verliezen en een nauwkeurigere schatting van de gemiddelde jaarlijkse verliezen als gevolg van hagel.

Hagelrampenmodellen die door Willis Re worden ontwikkeld, vereisen een uitgebreide analyse van hagelgebeurtenissen om kenmerken zoals de lengte, breedte, duur, intensiteit en bewegingssnelheid van stormactiviteit te kwantificeren. Deze kenmerken worden in dit project geïdentificeerd aan de hand van langetermijntrends in geostationaire satellietgegevens met extra weergaven van satellieten in een lage baan om de aarde. Deze modellen creëren synthetische hagelgebeurtenissen - gedurende vele tienduizenden gesimuleerde jaren - die overeenkomen met deze kenmerken, gevolgd door aanvullende analyse om de frequentie van hagelbuien en de financiële impact op de portefeuille van een bepaalde verzekeraar af te leiden.


Klimatologie van de jaarlijkse frequentie van hagelbuien, zoals gedetecteerd met behulp van de passieve microgolf-imager aan boord van de Global Precipitation Measurement (GPM) -missiesatelliet tussen april 2014 en maart 2019. De gegevens zijn genormaliseerd om rekening te houden met het rooster en de baan van de GPM.

Meerdere op de ruimte gebaseerde weergaven van hagelbuien

Hoewel wetenschappers niet de wereld rondreizen om hagel rechtstreeks te observeren, zijn ze in staat om informatie van een aantal verschillende satellietinstrumenten te gebruiken om een ​​historisch record te "zien" van waar hagelbuien hebben plaatsgevonden.

Hagel wordt gevormd in sterke onweersbuien die een unieke verschijning hebben in geostationaire zichtbare, infrarode, bliksembeelden en passieve microgolfbeelden in een lage baan om de aarde." Zei Bedka. "We zijn erop gericht deze patronen op een consistente manier te detecteren gedurende een zo lang mogelijk satellietgegevensrecord."

Geostationaire satellietbeelden kunnen gebieden met zeer gestructureerde en zeer koude wolkentoppen onthullen, gewoonlijk "doorschietende toppen" genoemd, die locaties aangeven met sterke opwaartse luchtstroom die waarschijnlijk hagel en ander zwaar weer zal veroorzaken.

Een hagelfrequentieanalyse op basis van geostationaire gegevensrecords is ontwikkeld door NASA en Karlsruhe Institute of Technology om de hagelfrequentie te schatten in Europa en Australië , dat zal worden uitgebreid naar Zuid-Afrika en Zuid-Amerika.

Wetenschappers kunnen passieve microgolfsensoren gebruiken in een lage baan om de aarde om hagel te spotten, omdat het de opwelling van microgolfenergie vanaf de aarde blokkeert . Koppel die microgolfsensorgegevens aan de hogere resolutie, frequentere gegevens van geostationaire beeldvormers kunnen wetenschappers helpen om stormgrootte, duur en intensiteitskarakteristieken af ​​te leiden die nodig zijn voor catastrofemodellen.

Satellietinstrumenten die bliksemflitsfrequenties in kaart brengen, zijn ook nuttig.

"Sterkere opwaartse luchtstromen die een grotere hagelgroei ondersteunen, kunnen sneller lading genereren, wat leidt tot de hogere flitssnelheden die we waarnemen bij zware hagelbuien", zei Chris Schultz van NASA's Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama.


ESA's Copernicus Sentinel-2 MultiSpectral Instrument registreert in juli 2018 strooibeelden van vóór en na de hagelschade op de grens van Montana en North Dakota. harde storm. De afbeelding van 24 juli 2018 toont een zichtbare schadebaan in noordwest- naar zuidoostelijke oriëntatie, van intense onweersbuien die op 21 juli 2018 door de regio trokken en schadelijke winden en grote hagel veroorzaakten.

NASA'S MERRA-2-heranalysemodel biedt een belangrijk 3D-beeld van de temperatuur, het vocht en de windomgeving waarin de hagelbui zich bevindt. Analyse van de stormomgeving is erg belangrijk om onderscheid te maken tussen stormen waarbij hagel onwaarschijnlijk is vanwege zwakke instabiliteit of windschering die niet kan ondersteunen sterke opwaartse luchtstroom. Bovendien zal hagel die valt van stormen met een diepe laag warme lucht in de lagere atmosfeer waarschijnlijk smelten voordat het de grond bereikt.

Beelden van hoge resolutie landoppervlak beeldsatellieten kunnen lange sporen van zichtbare schade op de grond onthullen . Deze hagelschade-zwaden worden vaak aangetroffen in het midden van de Verenigde Staten. Er is ook waargenomen dat ze invloed hebben op gewassen in andere toonaangevende landbouwgebieden in de wereld, waaronder Brazilië, Argentinië, Zuid-Afrika en Europa.

"Het is te hopen dat deze mogelijkheid tot hagelrisicomodellering zal worden toegepast op de belangrijkste herverzekeringsklanten van Willis Towers Watson om te helpen bij de prijsstelling van herverzekeringscontracten en het beoordelen van kapitaal en reserves om te voldoen aan wettelijke vereisten", aldus Geoffrey Saville, senior research manager voor het Willis Research Network. Hub voor weer en klimaat. “Door gebruik te maken van onze onderzoeksrelatie met academische partners van het Karlsruhe Institute of Technology in Duitsland, en door deel uit te maken van dit NASA-project, kunnen we niet alleen een zakelijke grondgedachte geven om de nieuwe technieken te ontwikkelen om hagelrisico te beoordelen, maar ook samenwerken met klanten in Zuid-Afrika om de risico's van zware stormen te beheersen en zakelijke en persoonlijke verzekeringen te ondersteunen. "

Dit project, gefinancierd door NASA's Earth Science's Disasters Program, is een samenwerking tussen NASA's Langley Research Center in Hampton, Virginia, en NASA's Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama, Willis Towers Watson (WTW), en partners in Duitsland, Brazilië, Argentinië en Zuid-Afrika.

https://www.nasa.gov/feature/langley/na ... storm-risk