NASA premaga vojaške GPS-potegne, da pokuka v organe

Boljši podatki o vetru o orkanu Michael bi morda pokazali, da bo prizadel Florida Panhandle.

JABIN BOTSFORD / WASHINGTON POST VIA GETTY IMAGES

NASA premaga vojaške GPS-potegne, da pokuka v organe

Avtor Paul VoosenJun. 12, 2019, 13:00

Misija za sondiranje vetra globoko v orkane, kjer večina satelitov ne vidi in le malo letal, kaže znake uspeha kljub nepričakovani oviri, povezani z napetostmi na Bližnjem vzhodu.

Ozvezdje osmih mikrosatelitov je zbralo podatke, ki so se zbrali v vremenskih modelih Nacionalne uprave za oceano in atmosfero (NOAA), ki bi lahko izostril napovedi za več nedavnih orkanov, vključno z Michaelom, nevihto kategorije 5, ki je zadnja prizadela Florido leto. "Končno smo dobili stvari, ki so resnično koristne, " pravi Frank Marks, ki vodi raziskovalce orkanov, ki raziskujejo podatke v Atlantsko oceanografsko-meteorološkem laboratoriju (AOML) NOAA v Miamiju na Floridi. Toda napredek je bil znanstvenikom težko dosežen pri Nasinem 157 milijonov ameriškem dolarju globalnem navigacijskem satelitskem sistemu (CYGNSS), ki so na sestanku prejšnji teden razpravljali o zgodnjih rezultatih, ko se je začela še ena atlantska sezona orkanov.

CYGNSS je s svojo flotilo satelitov, ki prečkajo tropske oceane, skozi debele oblake ciklonov. Sateliti zbirajo radijske signale, ki jih oddajajo standardni GPS-svetilniki, potem ko se odbijejo od oceanske gladine. Na odboje vpliva morska hrapavost, ki je odvisna od hitrosti vetra. Toda mesec dni po lansiranju decembra 2016 je ekipa opazila, da GPS signali valijo. "Domnevali smo, da so stalne, " pravi Christopher Ruf, glavni raziskovalec CYGNSS in atmosferski znanstvenik z univerze v Michiganu v Ann Arboru. "In niso."

Ameriška vojska vodi sistem GPS, januarja 2017 pa je začela povečevati radijsko moč na 10 svojih satelitih GPS, ko so se podali čez široko regijo, osredotočeno na severno Sirijo. Povečanje moči, ki lahko prepreči zastoj, se je ponavljalo brez opozorila, ki trajajo več ur. "Očitno gre za neprozorne razmere, ker gre za tajne vojaške razmere, " pravi Ruf. Gugalnice ne motijo ​​drugih znanstvenih uporab GPS. So pa odvrgli meritve konstelacije močnega vetra za 5 metrov sekundo ali več razliko med orkanom kategorije 2 in kategorije 3.

Po dveh letih dela je ekipa CYGNSS kompenzirala z reprogramiranjem svojih satelitov na poti. Sateliti nosijo velike antene, ki lovijo odbite signale GPS, imajo pa tudi majhne antene, ki sprejemajo neposredne GPS signale, za sledenje časa in lokacije. Skupina je zamenjala majhne antene za merjenje jakosti signala satelitov GPS, kar omogoča popravljanje meritev hitrosti vetra. "Deluje, " pravi Ruf. "Preizkušamo ga že več mesecev."

Še pred tem odpravljanjem so bili podatki o vetru dovolj dobri, da so izboljšali napovedi orkanov, pravi Bachir Annane, atmosferski znanstvenik na AOML. V primeru Michaela ni uspelo napovedovati modelov NOAA, Anane pravi: Napovedali so, da bo sledil predaleč zahodno, bližje Alabami in ne Floridi, in podcenjevali njene burne vetrove. Ko je ponovno razvil modele z vetrovi CYGNSS, je Annane ugotovil, da nevihta napoveduje zgodnjo sled in njena intenzivnost ostaja bližje resničnosti. Podatki o vetru bi izboljšali napovedi o sledeh za dva nedavna orkana, Harveyja in Irmo, prav tako.

Sateliti znanstvenikom omogočajo tudi pogled na vetrove, ki so pod Madden-Julijevim nihanjem, veliko gručo neviht, ki se občasno pojavlja v Indijskem oceanu in koraka okoli ekvatorja, kar vpliva na globalno vreme. "Videti pod dežjem je bil za nas velika privlačnost, " pravi Eric Maloney, atmosferski znanstvenik na ameriški univerzi Colorado State (CSU) v Fort Collinsu, saj so znanstveniki že dolgo razpravljali o tem, kaj podžiga nevihte. Prejšnji teden je na sestanku CYGNSS Bohar Singh, atmosferski znanstvenik, ki sodeluje z Maloneyjem pri CSU, opisal dokaze iz CYGNSS, da vztrajni vetrovi podaljšajo izhlapevanje oceanov pod 3000 kilometrov širokimi nalivi, ki jih vzdržujejo. Ta ugotovitev bi lahko znanstvenikom pomagala napovedati, kako se bo nevihtni pas spremenil v toplejšem podnebju, pravi Maloney.

Po nekaj poteh lahko CYGNSS zdaj pogleda tudi na zemljišče. Njegove antene zaznavajo znake vlage v tleh, pravi Clara Chew, hidrologinja na daljinsko zaznavanje na University Corporation for Atmospheric Research v Boulderju v Koloradu. Čeprav ni sposoben kot en sam namenski satelit, več satelitov CYGNSS izvaja pogostejše meritve, ki bi mu lahko pomagale spremljati poplavne nevarnosti in spremljati, kako različna tla zadržijo dež. "Lahko začnete količinsko določiti, kako dolgo se spominjajo tal, " pravi Chew.

Znanstveniki NOAA upajo, da bo nov GPS popravek sprostil polni potencial mikrosatelitov za iskanje neviht in morda razkril nova spoznanja, zakaj se nekateri orkani nenadoma okrepijo. Marks pravi, da NOAA verjetno ne bo začel uporabljati podatkov CYGNSS v svojih rutinskih napovedih. Sateliti ne pripadajo vremenski agenciji in verjetno ne bodo zdržali več kot 7 let, preden ne uspejo. Vendar meni, da bi njihov uspeh proti kvotam lahko pomagal prepričati NOAA, da zažene lastno ozvezdje za spremljanje vetra.