A villámlás és a "száraz viharok" tanulmányozására tett eddigi legnagyobb erőfeszítések a csúcstechnológiát hozták Colorado és Kansas High Plainseire
BOULDER – Tudósok villámlás és szupercella viharok után kutatják az eget a Goodland melletti HighPlains-en, Kansas államban május 22. és július 15. között. Eszközeik közé tartoznak a viharkereső járművek, radarok és egy páncélozott kutatórepülőgép. A Severe Thunderstorm Electrification and Precipitation Study (STEPS-2000) az eddigi legnagyobb erőfeszítés a villámlás és az alacsony csapadéktartalmú viharok tanulmányozására. A Nemzeti Légkörkutatási Központ (NCAR) a projekt egyik vezetője, a National Science Foundation, az NCAR elsődleges szponzora finanszírozásával.
Az NCAR mellett a részt vevő intézmények közé tartozik a National Weather Service (NWS), a NOAA National Severe Storms Laboratory (NSSL), a Colorado State University (CSU), a Los Alamos National Laboratory, az Új-Mexikói Bányászati és Technológiai Intézet (NMIMT), a South Dakota School of Mines and Technology (SDSMT), a Stanford Egyetem és az Oklahomai Egyetem. Az NCAR-kutatók, Morris Weisman és Jay Miller, valamint Steve Rutledge, a CSU munkatársa irányítják a helyszíni műveleteket.
Az alacsony csapadéktartalmú viharok számos más intenzív szupercellára utalnak – beleértve a jégesőt, az erős felfelé irányuló áramlást és az androtációt –, de kevés esőt okoznak. "Most nem tudunk különbséget tenni a kevés csapadék és más viharok között" - magyarázza Weisman. "Az újabb technológiával ezekre a viharokra összpontosítunk, és arra számítunk, hogy olyan jellemzőket fogunk megfigyelni, amelyekről eddig csak elméletben voltunk."
A STEPS-2000 székhelye az NWS irodájában található Goodlandben, Kansas államban, és a Colorado állambeli Burlington közelében található atan műveleti központban. A vizsgált területen – a Tornado Alley nyugati szélét jelző félig állandó száraz vonal mentén – az ország egyik legmagasabb frekvenciájú pozitív felhő-föld villámlása, a STEPS elsődleges kutatása.
Támok a vihar viselkedésére csapadék és villámlás esetén
A kutatók keveset tudnak az alacsony csapadéktartalmú szupercellákról, kivéve, hogy ritkán okoznak tornádót vagy áradást. Az ezekben a „száraz viharokban” előforduló lefelé irányuló légáram keletkezésének és csapadékának mikrofizikájának szétválogatása javíthatja az előrejelzők azon képességét, hogy megjósolják, mi történik a szupercellákkal, miközben fejlődnek.
"Tudni akarjuk, hogy a csapadékszegény viharok hogyan és miért nem hoznak sok esőt, még akkor sem, ha annyi vízgőzt tartalmaznak, mint a klasszikus viharok" - mondja Weisman. Miller, Weisman és munkatársai a STEPS adatokat számítógépes modellekben replikálják. Megvizsgálják az alacsony és nagy csapadéktartalmú viharok közötti különbségeket, és három dimenzióban követik nyomon a csapadék növekedését és mozgását. Miller szerint a modellezés segít feltárni, hogy a viharok hogyan szállítják az elektromos töltést és „növelik” a csapadékot, különösen a jégesőt.
Segíthet a villám a tornádó-előrejelzőknek?
A STEPS-2000 lesz az eddigi legnagyobb kutatási erőfeszítés, amely a villámcsapásra összpontosított, és a tornádó-előrejelzők profitálhatnak ebből az erőfeszítésből. Az alacsony csapadéktartalmú viharok többet produkálnak, mint amennyi pozitív felhő-föld csapás. Az NSSL-nél végzett közelmúltbeli tanulmányok több olyan esetet is találtak, amikor a vihar domináns felhő-föld csapása a tornádó kialakulását követő perceken belül hirtelen pozitívról negatívra vált. Az eltolódás jó jele lehet annak, hogy mikor jelenhet meg heves tornádó egyes viharokban. Ha a tudósok követni tudják a vihart, amint az tornádót idéz elő, a kapcsolat a vihar elektromos viselkedése és a mikrofizika között világosabbá válhat, és ez a tudás a jövőben jobb tornádó-előrejelzéssé válik.
A kutatási technológia elemei
Három radarrendszer – radarrendszerek kombinációját fogják használni a cél viharok belső áramlási és csapadékszerkezetének meghatározására. A Goodlandben található NWSDoppler radarhoz két speciális kutató radar csatlakozik, mindkettő többparaméteres Doppler, amelyeket csak a STEPS-2000-hez hoznak be. NWS, NCAR, CSU.
Viharvadász járművek – A Chase járművek jégesőt gyűjtenek, és megfigyelik a meteorológiai viszonyokat és a csapadékot közvetlenül a viharok alatt. CSU, NSSL, Oklahomai Egyetem (OU).
T-28 páncélozott repülőgép – A T-28, amely túléli a golflabda méretű jégesőket, akár 20 000 láb magasságban is szondázik. SDSMT.
Két széllégballonos furgon – Két kisteherautó időjárási ballonokat indít el, amelyek eldobható eszközöket szállítanak, amelyek rádión továbbítanak adatokat a hadműveleti központnak a szárazvonal mindkét oldalán uralkodó környezeti feltételekről. NCAR.
3-D villámtérképező rendszer – A villámtérképező rendszer másodpercenként akár 10 000 energiaimpulzust is érzékel, hogy megrajzolja a villám háromdimenziós eloszlását. NMIMT.
Léggömbön keresztüli elektromos mező mérések - Speciális műszerek mérik az elektromos mezőket a viharokban. NMIMT, NSSL, OU.
Villámérzékelő hálózatok – A tudósok a National Lightning Detection Network segítségével követik nyomon a felhő-föld csapások helyét és polaritását, valamint a CSU síklemezes antennahálózatát a felhőn belüli kisülések számszerűsítésére. Global Atmospherics.
Gyenge megvilágítású optika – A Colorado állambeli Fort Collins közelében található Yucca Ridge Field állomás éjszakai vihar-elektromos jelenségek, például fúvókák és sprite-ok gyenge megvilágítású optikai rögzítését fogja biztosítani. FMA Research.
World Wide Web – A STEPS szervezői azt tervezik, hogy minden percben frissítik a villámok adatait egy valós idejű időjárás-webhelyen, hogy segítsenek a kutatóknak nyomon követni a viharradart és a repülőgépet. Az old alt a STEPS időjárás-ballon adatok közzétételére is használják, amelyeket a műholdképekkel és a nemzeti operációs rendszerek egyéb megfigyeléseivel együtt felhasználnak a vizsgált terület időjárási viszonyainak "most jelzésére". NMIMT, NCAR.
Az NCAR-t az University Corporation for AtmosphericResearch irányítja, amely több mint 60 egyetemből álló konzorcium, amely légköri és kapcsolódó tudományok doktori fokozatát kínálja.
-A vége-
Írók: Bob Henson, Zhenya Gallon és Anatta
