MADISON - Набор новых мощных инструментов визуализации дает синоптикам беспрецедентный взгляд на анатомию тайфунов и ураганов, помогая совершенствовать системы раннего предупреждения.
Помимо более высокого разрешения, эти спутниковые инструменты помогают ученым разбивать тропические циклоны на составные части, анализируя некоторые силы, которые создают, подпитывают и направляют эти опасные штормы.
«То, что мы делаем, - это объединение изображений с помощью нескольких спутников», - говорит Крис Велден, исследователь тропических циклонов из Университета Висконсин-Мэдисон.«Каждый спутник имеет свой вид на Землю, и мы собираем многие из них вместе для получения более полной картины».
Этот метод «объединения данных» является источником нескольких новых методов прогнозирования ураганов, разработанных в UW-Madison, которые ежедневно используются в Национальном центре ураганов в Майами и Объединенном центре предупреждения о тайфунах в Перл-Харборе.
Банк изображений находится в открытом доступе на веб-сайте Кооперативного института метеорологических спутниковых исследований Университета Вашингтона в Мэдисоне (CIMSS), группы тропических циклонов, возглавляемой Вельденом. Посетители могут просматривать недавние фильмы и изображения в режиме реального времени, а также изображения текущих тропических штормов Денниса, Эмили и Синди или любого текущего циклона в Атлантическом или Тихом океане.
Посетите:
Велден говорит, что новые инструменты предназначены для того, чтобы пролить свет на два самых больших неизвестных вопроса о тропических циклонах: где они возникают и как они собираются и теряют интенсивность. Только за последние пять лет спутниковые технологии улучшили прогнозирование траектории штормов, но оценить их силу было сложно.
В этом году был представлен один новый продукт под названием Wavetrak, который объединяет данные с пяти разных спутников для создания 10-дневной кинопетли атмосферных волн, несущихся из Центральной Африки, места рождения циклонов. Wavetrak предназначен для изучения атмосферных волн, которые действуют как конвейерная лента для условий, вызывающих циклоны.
«Мы пытаемся понять, как и где возникают эти волны, потому что примерно каждый десятый сформируется в названный тропический шторм», - говорит Велден. «Это показывает нам амплитуду и силу этих волн, когда они приходят из Африки в Атлантику».
Wavetrak, созданный Вельденом и стажером-исследователем Джейсоном Данионом, дает ученым полную картину циклона - с момента его рождения над Центральной Африкой, роста через Атлантику и, в конечном итоге, исчезновения. Он показывает последовательность атмосферных волн, движущихся «как автомобили в поезде».
Технология имеет большое преимущество в наблюдении генезиса штормов. «Это дает нам представление о том, где именно они начинаются над африканским континентом, и об их конвективной структуре, когда они движутся над океаном».
Что касается измерения интенсивности тропических циклонов, группа CIMSS имеет ряд продуктов, используемых синоптиками. Один продукт помогает лучше контролировать сдвиг ветра, который является важным предиктором интенсивности.
Сдвиг ветра - это, по сути, разница в скорости ветра на высоте и в низине. Сильный сдвиг ветра срежет вершины циклонов и снизит их мощность. Сайт CIMSS предоставляет разноцветную карту, которая использует спутниковые наблюдения с высоким разрешением, обновляемые каждые 3 часа, и показывает уровни сдвига ветра через Атлантику.
Это дает синоптикам наглядную запись моделей сдвига ветра, которые либо разрушатся, либо добавят масла в шторм. Фельден говорит, что ученые хотят точно определить пороговые значения воздействия сдвига ветра, положительного или отрицательного, на циклоны.
Другие инструменты CIMSS для отслеживания интенсивности ураганов включают:
Объективная техника Дворжака. Этот алгоритм, впервые использованный в этом году, предоставляет ученым-атмосферникам их первый автоматизированный спутниковый инструмент для оценки интенсивности ураганов. Он обрабатывает множество доступных спутниковых изображений через схему распознавания объектов, которая производит обновленную интенсивность за считанные минуты. «Это помогает избавиться от человеческих догадок и делает все полностью компьютерным», - говорит он.
Усовершенствованная установка микроволнового зондирования (AMSU). Используя микроволновую передачу, этот продукт может проникать сквозь облачный покров и регистрировать уникальные температурные характеристики ядер ураганов. Интенсивность тесно связана с температурой вокруг центра шторма, и AMSU предоставляет цветные изображения горячих точек.
Сверхбыстрое сканирование. Используя спутниковые снимки, сделанные каждые 60 секунд, а не каждые 15 минут, можно создавать движущиеся изображения с точной детализацией шторма. Эти специальные сканирования должны быть запрошены синоптиками за 24 часа из-за большого количества собираемых данных.
Велден говорит, что CIMSS работает над тем, чтобы в конечном итоге объединить спутниковые данные с информацией с радаров и самолетов для получения трехмерных изображений штормов. Такой инструмент может привести к более точным прогнозам и, в конечном счете, к большей общественной безопасности.
«Мы разрабатываем эти инструменты в тандеме с прогнозистами», - говорит Велден. «Они знают, чего от нас ждут, чтобы решить проблему прогнозирования».
CIMSS является частью Центра космической науки и техники UW-Madison, который специализируется на исследованиях атмосферы Земли и других планет. Он поддерживается НАСА и Национальным управлением океанических и атмосферных исследований.
ПРИМЕЧАНИЕ ДЛЯ ФОТОРЕДАКТОРОВ: Четыре изображения высокого разрешения доступны для загрузки по адресу: