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NASA为平昌冬奥赛场提供雪情监测 测试实验预报模型

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发表于 2018-2-12 10:47:41 | 显示全部楼层 |阅读模式

NASA在弗吉尼亚州沃洛普斯飞行基地部署的双频双极化多普勒雷达系统(D3R),该系统也在平昌冬奥会和残奥会期间监测雪情。图片来源:NASA官网
  本报记者房琳琳
  今日视点
  从韩国天气办公室的屋顶上,美国国家航空航天局(NASA)的工程师曼努埃尔·维嘉完全可以看到一个奥运滑雪跳台。但他的关注点不是运动员惊险刺激的起飞和转体动作,而是旁边那台SUV大小的雷达车。
  这个仪器是NASA专门运送到平昌奥运会的11台设备之一,用于测量落在斜坡、滑道等地方的雪的数量和类型。
  在这个冬季奥运会上,NASA科学家正开展一项研究——如何从地面和空间测量有关雪的信息,以提供更好的雪情预测。
  韩国气象局牵头组织了2018年冬季奥运会和残奥会国际协作实验(ICE-POP),NASA是参与此项目的20个机构之一,这20个机构分别来自11个国家。该研究项目持续时间从2月9日开始,直到3月18日残奥会结束。
  冬奥会提供验证NASA模型好机会
  维嘉所在的美国团队,集合了来自NASA、科罗拉多州立大学、国家大气研究中心和国家海洋与大气管理局的力量。
  他们使用地面仪器、卫星数据和天气模型的集合,来提供详细雪情报告,并测试实验预报模型。
  NASA的观测资料和降雪预报将在奥运会场馆附近的16个不同地点进行,然后转达给奥运官员,以帮助他们了解即将到来的天气情况。
  维嘉说,“奥运会提供了一个测试我们的观测方法的机会,并帮助在现实世界的应用环境中开发预测模型。当然,我们的观测结果也将服务于冬奥会。”
  平昌“后门冷锋”成雪系统很独特
  有时候,平昌所在的韩国东北部的天气,和美国马里兰州的没什么不同,那里正是维嘉所在的NASA戈达德太空飞行中心。
  但不同之处在于,韩国的海拔较高、山地较高、地形地貌十分复杂。在几个小时内,暴风雪可以从一个沿海的沙滩地区横跨到雪山之巅。
  NASA马歇尔太空飞行中心物理学家沃尔特·彼得森说,“我们对南韩地区感兴趣,因为这里有利于提高我们对山区雪物理学的理解,并帮助提高观测和模型的准确性。”
  彼得森说,平昌地区存在一种“后门冷锋”的成雪系统。大量冷空气掠过日本海,汲取水分和能量,然后在东北方向袭向南韩。
  朝鲜半岛东侧的地形由沿海地区向山地剧烈变化,空气流动也迅速变化,刺激平昌附近的降雪。
  平昌复杂地形是研究雪情理想之地
  韩国复杂的地形,正是科学家研究雪情的理想试验场。
  地面仪器可以在容易接近的地方提供准确的科学观测资料,却难以到达崎岖的山地,太空卫星虽具有理想的有利位置,但由于雪的大小、形状和含水量不同,空间测量也很困难。这些变量意味着雪花不会以同样的速度下降,因此很难估计降雪率。
  为此,科学家将同时从空间和地面收集数据,并比较测量结果。NASA使用全球降水测量任务(GPM)跟踪来自太空的暴风雪,GPM核心观测台是NASA和日本宇航研究机构联合组织的项目,它与其他12个美国和国际卫星协调,每隔30分钟提供一次全球降水图。
  平昌团队将利用11台NASA仪器的地面观测结果,补充上述太空观测数据。这些设备使用高速摄像机和配备先进软件的雪像仪,能够观察到落在观测区域内的每一片雪花,这种计算对确定当时有多少降水量非常有用。
  NASA部署了双频双极化多普勒雷达系统(D3R),用于测量落雪的数量和类型,比如是雨夹雪,还是轻而蓬松的雪等。
  所有气象数据不仅有助于奥运官员了解当前的天气状况,同时还能帮助改进NASA的天气预报模式。在平昌测试的模型能描绘更好的云图,并提供特定细节告诉人们这些云是否正在形成雨雪。
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