Национальная лаборатория сильных штормов

редактировать

Национальная лаборатория сильных штормов (NSSL ) - это Лаборатория погодных исследований Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) при Управлении океанических и атмосферных исследований. Это одна из семи исследовательских лабораторий NOAA.

NSSL изучает метеорологические радары, торнадо, внезапные наводнения, молнии, разрушительные ветры, град и зимнюю погоду в Нормане, штат Оклахома, с использованием различных методов и инструментов в их HWT, или испытательный стенд в опасных погодных условиях. Метеорологи NSSL разработали первый доплеровский радар для метеорологических наблюдений и внесли свой вклад в разработку NEXRAD (WSR-88D).

NSSL сотрудничает с Совместным институтом мезомасштабных метеорологических исследований (CIMMS) при Университете Оклахомы, что позволяет студентам и приглашенным ученым сотрудничать и участвовать в проведении исследований. Лаборатория также тесно сотрудничает с Центром прогнозирования штормов (SPC) и Норманским бюро прогнозов погоды Национальной службы погоды, которые расположены в Национальном центре погоды (NWC) в Норман, Оклахома. NWC объединяет Университет Оклахомы, NOAA и государственные организации, которые работают в сотрудничестве.

Содержание
  • 1 История
  • 2 Организация
  • 3 Прогноз Исследования и разработки
    • 3.1 FACETs
    • 3.2 Предупреждение о прогнозе
    • 3.3 NSSL-WRF
    • 3.4 Угроза WoF Tornado Прогноз
    • 3,5 NME
    • 3,6 Q2
    • 3,7 NEXRAD
    • 3.8 Двухполяризационный метеорологический радар (Dual-Pol)
    • 3.9 Многофункциональный радар с фазированной решеткой (MPAR)
    • 3.10 Мобильный радар
  • 4 Предупреждение Исследования и разработки
    • 4.1 FACETs
    • 4.2 MYRORSS
    • 4.3 Стенд для испытаний в опасных погодных условиях
    • 4.4 Угрозы в движении
    • 4.5 FLASH
    • 4.6 CI-FLOW
  • 5 Поддержка принятия решений
    • 5.1 AWIPS2
    • 5.2 WDSS-II
    • 5.3 NSSL: On-Demand
    • 5.4 Лаборатория разработки NSSL
    • 5.5 NMQ
    • 5.6 MRMS
    • 5.7 3D-VAR
  • 6 Полевые исследования
    • 6.1 Повышенная конвекция равнин ночью (PECAN) (2015)
    • 6.2 VORTEX2 (2009-2010)
    • 6.3 VORTEX (1994-1995)
    • 6.4 TOTO (1981-1987)
    • 6.5 Проект Rough Rider (1980-е годы)
  • 7 Наблюдение
    • 7.1 Системы полевых наблюдений
      • 7.1.1 Мобильная мезонетная сеть
      • 7.1.2 Двумерный видеодистрометр (2DVD)
      • 7.1.3 Портативное устройство наблюдения (POD)
      • 7.1.4 Метеорологические зонды
      • 7.1.5 Датчик изображения размера частиц и скорости (PASIV)
      • 7.1.6 Совместная мобильная система профилирования нижних слоев атмосферы (CLAMPS)
      • 7.1.7 Измерители электрического поля (EFM)
      • 7.1.8 Мобильные лаборатории
      • 7.1.9 Мобильный доплеровский радар
    • 7.2 Стационарные системы наблюдений
      • 7.2.1 Массив картографирования молний Оклахомы (OKLMA)
      • 7.2.2 Спутник
      • 7.2.3 Профилировщики пограничного слоя
      • 7.2.4 SHAVE
      • 7.2.5 mPING
  • 8 Моделирование
    • 8.1 NSSL WRF
    • 8.2 COMMAS
    • 8.3 FLASH
  • 9 Стенды
    • 9.1 Стенд для испытаний в опасных погодных условиях
    • 9.2 Стенд для испытаний национальных метеорологических радаров
  • 10 См. Также
  • 11 Ссылки
  • 12 Дополнительная литература
  • 13 Внешние ссылки
История
Первый доплеровский метеорологический радар NSSL, NSSL Doppler, расположенный в Норман, Оклахома. Исследования 1970-х годов с использованием этого радара привели к созданию радиолокационной сети NWS NEXRAD WSR-88D. Первый торнадо, зафиксированный 24 мая 1973 года метеорологическим радаром NSSL Doppler и сотрудниками службы преследования NSSL. Торнадо находится здесь на ранней стадии формирования около Юнион-Сити, штат Оклахома

В 1962 году исследовательская группа из Национального проекта по серьезным штормам (NSSP) Бюро погоды США переехала из Канзас-Сити, штат Миссури, в Норман, штат Оклахома, где в 1956 году Корнеллская авиационная лаборатория установила 3-сантиметровый непрерывный доплеровский метеорологический радар-1957 (WSR-57 ). Этот радар был разработан для обнаружения торнадо с очень высокой скоростью ветра, но не мог определять расстояние до торнадо. В 1963 году в Нормане была создана Лаборатория метеорологических радаров (WRL), а в следующем году инженеры модифицировали радар для передачи импульсов. импульсный доплеровский радар мог получать данные между каждым импульсом передачи, устраняя необходимость в двух антеннах и решая проблему расстояния.

В 1964 году оставшаяся часть NSSP переехала в Норман, где она объединилась с WRL и была переименована в Национальную лабораторию сильных штормов (NSSL). Доктор Эдвин Кесслер стал первым директором. В 1969 году NSSL получила излишки 10-сантиметровой импульсной доплеровской РЛС от ВВС США. Этот радар использовался для сканирования и съемки полного жизненного цикла торнадо в 1973 году. Сравнивая пленку со скоростными изображениями, полученными с радара, исследователи обнаружили картину, которая показывала, что торнадо начинает формироваться до того, как его можно было визуально обнаружить на пленке.. Исследователи назвали это явление сигнатурой вихря торнадо (TVS). Исследования с использованием этого радара привели к концепции, которая позже стала радиолокационной сетью NWS NEXRAD WSR-88D. В 1973 году лаборатория ввела в эксплуатацию второй доплеровский метеорологический радар, названный радаром Симаррон, расположенный в 15 милях (24 км) к западу от Оклахома-Сити. Это позволило NSSL проводить двойные доплеровские эксперименты при одновременном сканировании штормов обоими радарами. Осознанное решение объединить исследования с операциями привело к тому, что в 1997 году Национальный центр прогнозирования сильных штормов переехал из Канзас-Сити в Норман, изменив свое название на Центр прогнозирования штормов. Этот шаг позволит улучшить сотрудничество между NSSL и SPC. Примерно три года спустя, в 2000 году, состоялся первый весенний эксперимент NOAA Hazardous Weather Testbed (HWT). Это станет ежегодным мероприятием для оценки операционных и экспериментальных моделей и алгоритмов с NWS.

Организация

NSSL состоит из трех основных подразделений:

  • Отдел исследований и разработок прогнозов
  • Отдел исследований и разработок в области радиолокации
  • Предупреждение, исследования и разработки Подразделение
Прогноз исследований и разработок

FACETs

Прогнозирование континуума экологических угроз (FACETs) служит универсальной структурой и стратегией, помогающей сосредоточить и направить усилия, связанные с наука, технологии и инструменты нового поколения для прогнозирования экологических опасностей. FACETS будет рассматривать вероятностные угрозы на основе сетки, наблюдения и рекомендации в масштабе шторма, прогнозиста, инструменты сетки угроз, полезные результаты, эффективное реагирование и проверку.

Warn-on-Forecast

Исследовательский проект Warn-on-Forecast (WoF) направлен на предоставление набора технологий для FACET на разнообразие пространственных и временных масштабов. WoF направлен на создание проекций компьютерных моделей, которые точно предсказывают явления масштаба шторма, такие как торнадо, крупный град и чрезвычайно локализованные осадки. Если Warn-on-Forecast окажется успешным, прогнозы, вероятно, могут сократить время выполнения заказа в 2–4 раза.

NSSL-WRF

Модель Weather Research and Forecast (WRF) - продукт сотрудничества между сообществами метеорологических исследований и прогнозирования. Работая на стыке исследований и эксплуатации, ученые NSSL были одними из основных участников разработки WRF и продолжают обеспечивать оперативное внедрение и тестирование WRF. NSSL WRF ежедневно генерирует в режиме реального времени от 1 до 36 часов экспериментальные прогнозы осадков, угрозы молний и т. Д. С разрешением 4 км.

Прогнозирование угрозы торнадо WoF

Прогноз угрозы торнадо WoF (WoF-TTP) - это исследовательский проект по разработке набора высокодетальных компьютерных моделей с разрешением 0–1 час и разрешением 1 км для прогнозирования отдельных конвективные бури и их торнадический потенциал. Целевое будущее среднее время заблаговременности предупреждений о торнадо через WoF-TTP составляет 40–60 минут. Технологии и наука, разработанные для достижения цели WoF-TTP, надеются улучшить прогнозирование других конвективных погодных угроз, таких как крупный град и разрушительные ветры.

NME

Мезомасштабный ансамбль (NME) NSSL - это система экспериментального анализа и краткосрочного ансамблевого прогноза. Эти прогнозы предназначены для использования синоптиками в качестве ежечасного трехмерного анализа окружающей среды.

Q2

В национальной мозаичной и многосенсорной системе количественной оценки осадков (NMQ) используется комбинация систем наблюдений от радаров до спутников в национальном масштабе для получения прогнозы осадков. Прототипы продуктов QPE компании NMQ также известны как «Q2» - продукты следующего поколения, сочетающие в себе наиболее эффективные мультисенсорные методы оценки осадков.

NEXRAD

Ученые NSSL помогли разработать радар Weather Surveillance Radar - 1988 Doppler (WSR-88D), также известный как RADar NEXt-generation (NEXRAD) . С тех пор, как в 1974 году в Нормане был введен в эксплуатацию первый доплеровский метеорологический радар, NSSL работала над расширением своей функциональности и доказала Национальной метеорологической службе NOAA (NWS), что доплеровский метеорологический радар был важен как инструмент прогнозирования текущей погоды. NWS теперь имеет сеть из 158 NEXRAD.

Метеорологический радар с двойной поляризацией (Dual-Pol)

Технология радаров с двойной поляризацией (Dual-Pol) - это действительно достижение NOAA. NSSL потратил почти 30 лет на исследование и разработку этой технологии. Национальная метеорологическая служба (NWS) и NSSL разработали спецификации для модификации, которые были протестированы инженерами Центра радиолокационных операций NWS. Отдел обучения принятию решений по предупреждению NWS обеспечил своевременное и соответствующее обучение всех прогнозистов NWS, которые будут использовать эту технологию. Модернизированные радары предлагают 14 новых радаров, которые позволяют лучше определять тип и интенсивность осадков и могут подтвердить, что торнадо на земле причиняют ущерб. Dual-pol - это наиболее значительное усовершенствование национальной радиолокационной сети с тех пор, как в начале 1990-х годов впервые была установлена ​​доплеровская РЛС.

Многофункциональный радар с фазированной решеткой (MPAR)

Более 350 радаров FAA, а к 2025 году почти 150 национальных доплеровских метеорологических радаров необходимо будет заменить или продлить срок их службы. Радиолокаторы с фазированной антенной решеткой уже много лет используются военными для отслеживания самолетов. Программа NSSL MPAR изучает возможность объединения функций наблюдения за воздушным судном и наблюдения за погодой в одном радаре. Сочетание эксплуатационных требований этих различных радиолокационных систем с единым технологическим решением приведет к экономии финансовых средств и меньшим ресурсам с большим конечным результатом.

Мобильный радар

Исследователи NSSL объединились с несколькими университетами построить мобильный доплеровский радар: доплеровский радар, установленный на задней части грузовика. Мобильный радар можно установить во время шторма для сканирования атмосферы на низких уровнях, ниже луча радаров WSR-88D. NSSL использовала мобильные радары для изучения торнадо, ураганов, пыльных бурь, зимних штормов, горных дождей и даже биологических явлений.

Предупреждение: исследования и разработки

FACETs

Прогнозирование континуума экологических угроз (FACETs) служит общей основой и стратегией, помогающей сосредоточить и направить усилия связаны с наукой, технологиями и инструментами следующего поколения для прогнозирования экологических опасностей. FACET будет адресовать вероятностные угрозы на основе сетки, наблюдения и рекомендации в масштабе штормов, прогнозиста, инструменты сетки угроз, полезные результаты, эффективное реагирование и проверку.

MYRORSS

Многолетний повторный анализ штормов с дистанционным зондированием (MYRORSS - произносится как «зеркала») NSSL и Национальный центр климатических данных (NCDC) для реконструкции и оценить результаты численной модели и радиолокационные продукты, полученные на основе данных WSR-88D за 15 лет по соседним США (CONUS). Конечным результатом этого исследования станет обширный набор данных с разнообразным спектром приложений, включая диагностику суровых погодных условий и климатологическую информацию.

Испытательный стенд для опасных погодных условий

Испытательный стенд для опасных погодных условий (HWT) NOAA совместно управляется NSSL, Центром прогнозирования штормов (SPC) и Национальной службой погоды Оклахома-Сити / Бюро прогнозов погоды Нормана. (ОУН) в кампусе Университета Оклахомы на территории Национального метеорологического центра. HWT разработан для ускорения перехода новых многообещающих метеорологических данных и технологий к достижениям в области прогнозирования и предупреждения об опасных мезомасштабных погодных явлениях на всей территории Соединенных Штатов.

Угрозы в движении

Одной из новых методологий предупреждения, тестируемых на испытательном стенде NOAA для опасных погодных явлений, является концепция «угроз в движении» (TIM). Таблицы предупреждений TIM обновляются каждую минуту и ​​непрерывно движутся в соответствии с траекторией шторма. TIM имеет то преимущество, что обеспечивает полезное время выполнения заказа для всех мест ниже по течению от опасностей и постоянно удаляет предупреждения из областей, где угроза уже миновала.

FLASH

Проект затопленных мест и моделирования гидрографов (FLASH) был запущен в начале 2012 года для повышения точности и своевременности предупреждений о внезапных наводнениях.. FLASH использует модели прогнозов, географическую информацию и точные наблюдения за осадками с высоким разрешением в реальном времени из проекта NMQ / Q2 для составления прогнозов внезапных наводнений с разрешением 1 км / 5 мин. Разработка проекта FLASH продолжается в активном сотрудничестве между членами групп по гидрометеорологии и гидромоделированию NSSL и лабораторией HyDROS в Университете Оклахомы.

CI-FLOW

Проект Наблюдение и предупреждение о прибрежных и внутренних наводнениях (CI-FLOW) представляет собой демонстрационную проекцию, которая прогнозирует комбинированные эффекты прибрежных и внутренних наводнений в прибрежной части Северной Каролины. CI-FLOW фиксирует сложное взаимодействие между осадками, речным потоком, волнами, приливами и штормовыми нагонами, а также то, как они повлияют на уровень воды в океане и реке. NSSL при поддержке Национального морского гранта NOAA возглавляет большую и уникальную междисциплинарную команду.

Поддержка принятия решений

Стремясь поддержать прогнозистов NWS, NSSL исследует методы и приемы более быстрой и точной диагностики суровых погодных явлений.

AWIPS2

NSSL имеет более десяти рабочих станций NWS - Advanced Weather Interactive Processing System 2 (AWIPS2) - доступных для использования при оценке продукта. NSSL использует эти станции AWIPS2 для тестирования и демонстрации разработанных здесь продуктов и методов предупреждения, которые в будущем будут доступны в NWS Forecast Office.

WDSS-II

В 1990-х годах NSSL разработала систему поддержки принятия решений по предупреждению, чтобы расширить возможности предупреждений NWS. NSSL продолжает работать над следующим поколением WDSS-II (Система поддержки принятия решений по предупреждению: интегрированная информация / NMQ), инструментом, который быстро объединяет потоки данных с нескольких радаров, наземных и аэрологических наблюдений, систем обнаружения молний, и спутниковые и прогнозные модели. Эта улучшенная и расширенная система в конечном итоге будет переведена в национальную метеорологическую службу как система с несколькими радиолокационными датчиками (MRMS) и будет автоматически производить продукты о суровой погоде и осадках для улучшения возможностей принятия решений в NOAA..

NSSL: On-Demand

NSSL: On-Demand - это веб-инструмент, основанный на WDSS-II, который помогает подтвердить, когда и где возникла суровая погода, путем картирования обнаруженных радарами циркуляции или града на спутниковых снимках Google Earth. Бюро прогнозов Национальной метеорологической службы (NWS), в том числе пострадавшие от вспышки торнадо 27 апреля 2011 года, используют изображения для планирования обследований ущерба после событий. Службы экстренного реагирования используют On-Demand для создания карт улиц пострадавших районов с высоким разрешением, чтобы они могли более эффективно приступить к спасательным и восстановительным работам и оценке ущерба.

Лаборатория разработки NSSL

Лаборатория разработки NSSL включает четыре настенных плазменных дисплея и достаточно места для не менее 10 рабочих станций. Посередине зала стоит большой круглый стол, где в обеденное время проводятся обсуждения «коричневого мешка» и другие встречи. Исследователи, прогнозисты и разработчики используют лабораторию для оценки новых платформ и методов в режиме реального времени в команде. Рабочие станции в лаборатории можно быстро адаптировать для визуализации и включения уникальных источников данных, включая радары с двойной полярностью и фазированные антенные решетки.

NMQ

NSSL создал мощный инструмент исследований и разработок для создания новых методов, стратегий и приложений для более точной оценки и прогнозирования количества, местоположения и типов осадков. Национальная мозаичная и многосенсорная система количественной оценки осадков (NMQ) использует комбинацию систем наблюдений от радаров до спутников в национальном масштабе для составления прогнозов осадков.

MRMS

Система MRMS представляет собой предлагаемую рабочую версию Системы поддержки принятия решений по предупреждению - интегрированная информация (WDSS-II) и Национальной мозаичной системы количественной оценки осадков.

MRMS - это система с автоматизированными алгоритмами, которая быстро и разумно объединяет потоки данных с нескольких радаров, приземных и аэрологических наблюдений, систем обнаружения молний, ​​а также спутниковых и прогнозных моделей. Многочисленные двумерные продукты с несколькими датчиками предлагают помощь в оценке града, ветра, торнадо, количественных прогнозов осадков, диагностики конвекции, обледенения и турбулентности. Система MRMS была разработана для производства продуктов суровой погоды и осадков для улучшения возможностей принятия решений для улучшения прогнозы суровой погоды и предупреждения, гидрология, авиация и численный прогноз погоды.

3D-VAR

Система трехмерной вариационной ассимиляции данных (3DVAR), адаптированная к погодным условиям, от NSSL / CIMMS автоматически обнаруживает и анализирует грозы в суперячейке. Система 3DVAR использует данные национальной радиолокационной сети WSR-88D и модель NCEP North American Mesoscale для автоматического определения областей грозовой активности. Он способен идентифицировать глубоко вращающиеся восходящие потоки, которые указывают на грозу суперячейки с разрешением 1 км каждые пять минут в этих регионах.

Полевые исследования

NSSL участвует в проектах полевых исследований по сбору данных о погоде, чтобы расширить знания о поведении грозы и грозовых опасностях.

Ночная конвекция на равнинах (PECAN) (2015)

PECAN был обширным полевым проектом, посвященным ночной конвекции. PECAN проводился в северной части Оклахомы, центральной части Канзаса и на юге центральной части штата Небраска с 1 июня по 15 июля 2015 года.

VORTEX2 (2009-2010)

NSSL участвовал в Эксперимент «Подтверждение происхождения вращения в торнадо» 2009-2010 гг., обширный проект, изучающий маломасштабную кинематику, атмосферные переменные, а также то, когда и почему образуются торнадо. Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA) и Национальный научный фонд (NSF) поддержали более 100 ученых, студентов и сотрудников со всего мира в сборе данных измерений погоды вокруг и под грозами, которые могут вызвать торнадо.

VORTEX (1994-1995)

Эксперимент «Проверка происхождения вращения в торнадо» был двухлетним проектом, разработанным для проверки ряда текущих вопросов о причины образования торнадо. Был использован новый мобильный доплеровский радар, который предоставил революционные данные о нескольких ураганах.

ТОТО (1981-1987)

Обсерватория TOtable TOrnado (TOTO), разработанная учеными Лаборатории экологических исследований NOAA, представляла собой бочку емкостью 55 галлонов, оснащенную анемометрами, датчики давления и влажности, а также устройства для записи данных. Теоретически команда выкатит ТОТО из задней части пикапа на пути торнадо, включит инструменты и уйдет с дороги. Несколько групп пытались развернуть ТОТО на протяжении многих лет, но так и не получили прямого удара. Ближе всего к успеху TOTO пришел в 1984 году, когда его ударил край слабого торнадо и перевернул. TOTO был выведен из эксплуатации в 1987 году.

Project Rough Rider (1980-е)

Самолеты летали во время грозы для измерения турбулентности в 1960-х, 1970-х и начале 1980-х. Эти данные были объединены с измерениями интенсивности дождя с близлежащих WSR-57, чтобы понять, как связаны эхо-сигналы грозы и турбулентность, с целью улучшения краткосрочных прогнозов турбулентности.

Наблюдение

Системы полевых наблюдений

Мобильная мезонетная сеть

Ученые и технические специалисты из NSSL и Университета Оклахомы создали свою первую мобильную Mesonet (MM) транспортные средства, также известные как «зонды», в 1992 году. Зонды - это модифицированные минивэны с набором погодных приборов, установленных на багажнике на крыше, и комплексом компьютерного и коммуникационного оборудования внутри. Ученые NSSL водят их через штормы и штормы, чтобы измерить температуру, давление, влажность и ветер.

2-мерный видеодистрометр (2DVD)

2DVD NSSL снимает высокоскоростные видеоизображения под двумя разными углами любого объекта, падающего с неба через зону обзора (например, капель дождя, града или снег). Он используется в поляриметрических радиолокационных исследованиях путем измерения интенсивности дождя, формы и распределения капель по размеру, а также других параметров, полезных для сужения точности алгоритмов идентификации осадков.

Портативное устройство наблюдения (POD)

NSSL имеет доступные небольшие портативные погодные платформы с датчиками, которые измеряют температуру, давление, влажность, скорость и направление ветра, а также прибор, называемый парсивером (PAR article, SIze, VELocity) дисдрометр. Их можно быстро развернуть в поле, во время гроз и вокруг них.

Метеорологические шары

NSSL запускает специальные исследовательские системы метеозондов в грозу. Измерения с датчиков, прикрепленных к воздушным шарам, предоставляют данные об условиях внутри шторма, когда полет исследовательского самолета зачастую оказывается слишком опасным.

Датчик изображения размера частиц и скорости (PASIV)

PASIV - это устанавливаемый на воздушном шаре инструмент, предназначенный для захвата изображений частиц воды и льда, когда они запускаются в грозу и поднимаются сквозь нее.. Инструмент летает как часть «поезда» других инструментов, соединенных один за другим с воздушным шаром. Эти другие инструменты измеряют напряженность и направление электрического поля, а также другие переменные, такие как температура, точка росы, давление и ветер.

Совместная мобильная система профилирования нижних слоев атмосферы (CLAMPS)

NSSL имеет мобильное средство профилирования пограничного слоя на базе трейлера с использованием имеющихся в продаже датчиков. CLAMPS содержит доплеровский лидар, многоканальный микроволновый радиометр и интерферометр излучения атмосферы (AERI). CLAMPS удовлетворяет эксплуатационные и исследовательские потребности NOAA / NWS в профилях температуры, влажности и ветра у поверхности Земли.

Измерители электрического поля (EFM)

Группа NSSL для полевых наблюдений и поддержки (FOFS) отвечает за устройство, называемое измерителем электрического поля (EFM), которое прикреплено вместе с другими приборами на специальный исследовательский аэростат и запустили в грозу. Поскольку они переносятся через наэлектризованные бури, эти EFM предназначены для измерения силы и направления электрических полей, которые накапливаются до того, как произойдут удары молнии. Данные этого инструмента помогают исследователям больше узнать об электрической структуре штормов.

Мобильные лаборатории

NSSL управляет двумя мобильными лабораториями (построенными на заказ компанией скорой помощи), названными NSSL6 и NSSL7, оснащенными компьютерами и системами связи, оборудованием для запуска аэростатов и метеорологическими приборами. Эти мобильные лаборатории можно быстро развернуть для сбора данных или координации полевых операций.

Мобильный доплеровский радар

Исследователи NSSL из Университета Оклахомы создали свой первый мобильный доплеровский радар в 1993 году. Текущие версии мобильных радаров (например, NOXP NSSL) могут быть установлены на очень близкие позиции к штормам, наблюдение за деталями, которые обычно не видны лучу более удаленных радаров WSR-88D. NSSL также использовала мобильные радары для изучения торнадо, ураганов, пыльных бурь, зимних штормов, горных дождей и даже биологических явлений.

Стационарные системы наблюдений

Массив картографирования молний Оклахомы (OKLMA)

Установлен, работает и обслуживает OKLMA NSSL. Для отдельной вспышки молнии можно нанести тысячи точек, чтобы выявить ее местоположение и развитие ее структуры. Ученые NSSL надеются узнать больше о том, как штормы вызывают вспышки внутри облаков и облаков на земле и как каждый тип связан с торнадо и другой суровой погодой.

Спутник

Исследователи NSSL работают над продуктами, которые используют спутниковые данные GOES для определения быстрорастущих облаков, которые могут указывать на приближающуюся грозу. Они также работают над продуктами, которые оценивают сдвиг ветра и стабильность в окружающей среде, чтобы прогнозировать будущую силу шторма.

Профилировщики пограничного слоя

NSSL использует специальные инструменты, установленные наверху Национального метеорологического центра, которые могут измерять термодинамические свойства нижних 1-2 км атмосферы (пограничного слоя). Исследователи изучают данные, чтобы узнать больше о структуре пограничного слоя, неглубоких конвективных облачных процессах, взаимодействии облаков, аэрозолей, радиации, осадках и термодинамической среде, облаках со смешанной фазой и многом другом. Численные модели, такие как те, которые используются для прогнозирования климата и погоды, имеют большие неопределенности во всех этих областях. Исследователи также используют эти наблюдения, чтобы лучше понять и представить эти процессы.

БРИТЬСЯ

NSSL тоже использует наблюдения людей! Эксперимент по анализу и проверке серьезных опасностей (SHAVE), проводимый в основном студентами, проводит NSSL / CIMMS и собирает отчеты о градах, повреждениях, вызванных ветром, и внезапных наводнениях посредством телефонных опросов. Отчеты SHAVE в сочетании с добровольными отчетами, собираемыми NWS, создают уникальную и полную базу данных о суровых и нетяжелых погодных явлениях и расширяют климатологическую информацию об угрозах серьезных штормов в США

mPING

Другой способ, которым NSSL использует общедоступные наблюдения, - это проект «Идентификация метеорологических явлений у земли» (mPING). Добровольцы могут сообщать об осадках, которые достигают земли в их местоположении, через мобильные приложения (iOS и Android). Исследователи сравнивают отчеты об осадках с данными, обнаруженными радарами с двойной поляризацией, чтобы усовершенствовать алгоритмы идентификации осадков.

Моделирование

Исследователи NSSL создали компьютерную модель, которая может имитировать грозу, чтобы изучить, как изменения в окружающей среде могут повлиять на ее поведение. Они также вносят свой вклад в развитие модели погодных исследований и прогнозов (WRF), используемой как в исследованиях, так и в работе NWS.

NSSL WRF

Модель погодных исследований и прогнозов (WRF) является продуктом уникального сотрудничества между сообществами метеорологических исследований и прогнозирования. Его уровень сложности подходит для передовых исследований, но он работает достаточно эффективно, чтобы своевременно предоставлять рекомендации с высоким разрешением для ведущих прогнозистов. Работая на стыке исследований и эксплуатации, ученые NSSL внесли большой вклад в разработку WRF и продолжают обеспечивать лидерство в оперативном внедрении и тестировании WRF. NSSL WRF ежедневно генерирует в режиме реального времени от 1 до 36 часов экспериментальные прогнозы осадков, угрозы молний и т. Д. С разрешением 4 км.

COMMAS

Совместная модель NSSL для многомасштабного атмосферного моделирования (COMMAS) - это трехмерная облачная модель, используемая для воссоздания гроз для более подробного изучения. COMMAS может принимать данные радара и молний из прошлых событий. Исследователи используют COMMAS для изучения микрофизической структуры и эволюции шторма, а также взаимосвязи между микрофизикой и штормовым электричеством. Они также используют COMMAS для моделирования различных фаз значимых событий, таких как ранняя фаза торнадо в суперячейке Гринсбург, штат Канзас, которая разрушила большую часть города в 2004 году.

FLASH

The Проект затопленных мест и моделирования гидрографов (FLASH) был запущен в начале 2012 года в основном в ответ на демонстрацию и доступность в реальном времени точных наблюдений за осадками с высоким разрешением в рамках проекта NMQ / Q2. FLASH представляет новую парадигму в прогнозировании внезапных паводков, которая использует форсирование NMQ и дает прогнозы внезапных наводнений с разрешением 1 км / 5 минут посредством прямого прямого моделирования. Основная цель проекта FLASH - повысить точность, время и конкретность предупреждений о внезапных наводнениях в США, тем самым спасая жизни и защищая инфраструктуру. Команда FLASH состоит из исследователей и студентов, которые используют междисциплинарный и совместный подход для достижения цели.

Испытательные стенды

Испытательные стенды для опасных погодных условий

Испытательные стенды для опасных погодных условий (HWT) NOAA совместно управляются NSSL, Центром прогнозирования штормов (SPC) и Национальной метеорологической службой Оклахома-Сити / Norman Weather Forecast Office (OUN) в кампусе Университета Оклахомы на территории Национального центра погоды. HWT разработан для ускорения перехода новых многообещающих метеорологических данных и технологий к достижениям в области прогнозирования и предупреждения об опасных мезомасштабных погодных явлениях на всей территории Соединенных Штатов.

Национальная испытательная лаборатория метеорологических радаров

Национальная испытательная станция метеорологических радаров NOAA (NWRT) - это радар с фазированной решеткой (PAR), который тестируется и оценивается в Нормане, Оклахома. NWRT был создан для демонстрации возможности одновременного отслеживания воздушных судов, определения профиля ветра и наблюдения за погодой в качестве многофункционального радара с фазированной антенной решеткой (MPAR) . Расширенные возможности NWRT могут привести к лучшему предупреждению о суровой погоде.

Список литературы
Дополнительная литература
  • Кесслер, Эдвин (1 января 1977 г.). Национальная лаборатория сильных штормов: программа и история. Библиотека Мичиганского университета. ASIN B0037CF8U0.
Внешние ссылки
Последняя правка сделана 2021-05-31 12:00:24
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте