Беспилотные океанские планеры и парусные дроны революционизируют прогнозирование ураганов

Прочитано: 95 раз(а)


Согласно прогнозам синоптиков Центра прогнозирования климата NOAA (подразделения Национальной метеорологической службы) в этом году активность ураганов будет выше средней, статья, опубликованная в рецензируемом журнале Oceanography , показывает, что роботизированные платформы наблюдения за океаном могут улучшить прогнозы интенсивности ураганов и тропических штормов и следует поддерживать в качестве важнейшего компонента океанической инфраструктуры, предназначенной для защиты жизни жителей прибрежных районов и смягчения экономических последствий штормов.

Ожидается, что сезон ураганов в Атлантике, который официально начинается сегодня, принесет с собой 14-21 названный шторм, в том числе от 3 до 6 крупных ураганов со скоростью ветра 111 миль в час или выше.

В США ураганы причинили ущерб на сумму более 1 триллиона долларов с 1980 года, и хотя прогнозы выхода на сушу, которые определяют приказы об эвакуации и направляют подготовку побережья перед штормами, неуклонно улучшаются, прогнозирование силы шторма отстает. На интенсивность шторма влияют многие факторы, включая атмосферную циркуляцию, внутреннюю динамику шторма и взаимодействие воздуха и моря, а также пограничные течения, например Петлевое течение в Мексиканском заливе, и даже топографию морского дна.

Хотя некоторые существующие инструменты наблюдения за океаном предоставляют данные, полезные для численного моделирования штормов, они недостаточно чувствительны, чтобы заполнить все пробелы в данных, особенно в отношении поверхности раздела воздух-море, где океан и атмосфера обмениваются теплом и энергией, и динамики верхних слоев океана, которая имеют решающее значение для прогнозирования силы шторма. В период с 2018 по 2021 год подводные планеры были задействованы более 280 раз и провели 13 000 дней в открытом море в открытом Атлантическом океане, Карибском море, Мексиканском заливе и у восточного побережья США во время сезонов ураганов, чтобы проверить, могут ли они помочь заполнить пробелы в данных.

Подводные планеры — это автономные подводные роботы, которые собирают данные об океане в удаленных местах и ​​на глубине, и их можно запрограммировать и дистанционно пилотировать для выполнения определенных миссий.

Эти планеры оборудованы для связи со спутниками, что позволяет им передавать данные об океане специалистам по моделированию и синоптикам в режиме реального или близкого к реальному времени. В 2021 году также использовались Saildrones — транспортные средства на ветровой и солнечной энергии, которые путешествуют по поверхности океана для сбора данных. Они также общаются через спутник в режиме реального или близкого к реальному времени.

Оба типа роботов могут работать и собирать данные в опасных условиях, когда отправка кораблей с экипажем может поставить под угрозу жизни людей. И, учитывая их способность быстро передавать данные, информацию можно использовать для прогнозирования штормов почти в реальном времени, даже когда штормы приближаются к прибрежному населению.

Например, в сезоне 2021 года Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA) поддержало первое развертывание и эксплуатацию пяти экстремальных погодных Saildrones, стратегически расположенных в западной тропической Атлантике, Карибском бассейне и на восточном побережье. Они непрерывно измеряли свойства приповерхностной атмосферы и океана и передавали усредненные за одну минуту данные в центры обработки данных в режиме реального времени для включения в прогностические модели и для других общественных целей.

В документе «Беспилотные океанские планеры и парусные дроны поддерживают прогнозирование и исследование ураганов» авторы из более чем дюжины правительственных, неправительственных и академических учреждений, участвовавших в развертывании этих платформ во время сезона ураганов 2021 года, подробно описали, как планеры улучшили прогнозирование интенсивности и, кроме того, как добавление Saildrones, работающих в непосредственной близости, еще больше улучшило прогнозирование интенсивности.

«Одна из основных задач во время сезона ураганов в Атлантике 2021 года заключалась в том, чтобы одновременно получить измерения верхних слоев океана и взаимодействия воздуха и моря в пределах урагана с совмещенных платформ», — сказал ведущий автор исследования, доктор Трэвис Н. Майлз, доцент-исследователь Центра лидерства в наблюдениях за океаном Университета Рутгерса. «Эти данные могут помочь нам понять, как во время ураганов взаимодействуют особенности верхнего слоя океана и атмосферы над ним. Это особенно важно для таких штормов, как Ида, которые быстро усиливаются над динамичным прибрежным океаном, прежде чем обрушиться на сушу. Прямое усвоение этих данных в моделях и разработка новой модели на основе результатов исследований приведет к улучшению систем моделирования и, в конечном итоге, к более точным прогнозам интенсивности».

В исследовании также содержится призыв к будущим развертываниям для объединения одновременных измерений, чтобы продолжать совершенствовать моделирование и прогнозирование ураганов.

«В сообществе наблюдателей за океаном мы знаем, что инструменты и технологии, которые мы используем для прогнозирования силы и движения этих штормов, спасают жизни и что наши прогнозы со временем значительно улучшились», — говорит доктор Барбара Киркпатрик, соавтор исследования. автор и старший советник Организации по наблюдению за прибрежными океанами Мексиканского залива (GCOOS), которая размещает и распространяет данные наблюдений за океаном с планеров и других инструментов. «Мы также знаем, что наличие большего количества средств наблюдения за океаном может только сделать жизнь более безопасной для всех прибрежных сообществ — в Мексиканском заливе и за его пределами. В GCOOS мы продолжаем выступать за финансирование для поддержки этих инструментов».

GCOOS разработала инструмент (по прозвищу GANDALF ), который отслеживает и наносит на карту планеры, развернутые в настоящее время в Мексиканском заливе. Пользователи могут видеть, сколько планеров в настоящее время находится в Персидском заливе, их местоположение и данные доступа, собираемые планерами. Собранные данные включают температуру воды, соленость, растворенный кислород и другие параметры, в зависимости от потребностей исследования.

GCOOS также создала панель мониторинга ураганов GCOOS , инструмент, который предоставляет информацию, необходимую для мониторинга силы и движения тропических систем и того, как подготовиться, если шторм приближается к вашему дому. Пользователи могут получить доступ к текущему местоположению, интенсивности и перемещению тропических систем, последним прогнозам, местным контактам в чрезвычайных ситуациях и указаниям по подготовке к шторму.

Беспилотные океанские планеры и парусные дроны революционизируют прогнозирование ураганов



Новости партнеров