Unbemannte NASA-Sturmwachen für Hurrikanstudie

Unbemannte NASA-Sturmwachen für Hurrikanstudie
Anonim

Von Rob Gutro und Alan Buis, JPL / NASA

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(Phys.org) - Ah, Juni. Es markiert das Ende der Schule, den Beginn des Sommers ... und den offiziellen Beginn der Atlantik-Hurrikansaison 2012, die Anfang Mai mit der Bildung der Tropenstürme Alberto und Beryl begann. Die Prognostiker der National Oceanic and Atmospheric Administration fordern für dieses Jahr eine nahezu normale Hurrikansaison. Ob die Saison nun wild oder schwach wird, das Verstehen, wie sich diese wilden Stürme bilden und schnell verstärken, ist ein fortlaufendes Gebiet der wissenschaftlichen Forschung und steht im Mittelpunkt der von der NASA geleiteten Flugmission Hurricane and Severe Storm Sentinel (HS3) startet in diesem Sommer.

Die NASA wird von Ende August bis Anfang Oktober zwei unbemannte Flugzeuge mit Spezialinstrumenten hoch über tropischen Wirbelstürmen in das Atlantikbecken schicken, die während der Atlantik-Hurrikansaison noch einige Jahre andauern. Diese "schweren Sturmwächter" werden die Prozesse untersuchen, die der Hurrikanbildung und der Intensitätsänderung zugrunde liegen. Das Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien, wird zusammen mit mehreren anderen NASA-Zentren und zahlreichen Partnern auf Bundes- und Hochschulebene an der HS3-Mission teilnehmen.

Die autonom geflogenen NASA Global Hawk-Flugzeuge eignen sich gut für Hurrikanuntersuchungen. Sie können Hurrikane in einer Höhe von mehr als 18.300 Metern überfliegen und bis zu 28 Stunden gleichzeitig fliegen - etwas, was für pilotierte Flugzeuge fast unmöglich wäre. Global Hawks wurden im Rahmen der Hurrikanmission Genesis and Rapid Intensification Processes (GRIP) 2010 und der umweltwissenschaftlichen Mission Global Hawk Pacific (GloPac) eingesetzt. Die Global Hawks werden in der Wallops Flight Facility der NASA in Virginia stationiert sein und im Dryden Flight Research Center der NASA auf der Edwards Air Force Base in Kalifornien stationiert sein.

"Die Intensität eines Hurrikans kann sehr schwer vorherzusagen sein, da die Wechselwirkungen von Wolken und Wind in einem Sturm mit der Umgebung des Sturms nicht ausreichend bekannt sind", sagte Scott Braun, leitender Ermittler und Forschungsmeteorologe der HS3 am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt. Md. "HS3 möchte unser Verständnis dieser Prozesse verbessern, indem es die Überwachungsfunktionen des Global Hawk zusammen mit Messungen mit einer Reihe fortschrittlicher Instrumente nutzt.

"Ein Flugzeug wird die Umgebung von Stürmen untersuchen, während das andere die Winde und Niederschläge von Augenwänden und Regenbändern misst", fuhr Braun fort. HS3 wird untersuchen, in welcher großräumigen Umgebung sich tropische Stürme bilden und wie sich diese auf das Innenleben der Stürme auswirkt.

HS3 wird sich mit der umstrittenen Rolle der heißen, trockenen und staubigen Sahara-Luftschicht bei der Bildung und Intensivierung tropischer Stürme befassen. Frühere Studien haben gezeigt, dass die Schicht die Intensivierung sowohl begünstigen als auch unterdrücken kann. Darüber hinaus wird HS3 untersuchen, inwieweit die tiefe Konvektion im inneren Kernbereich von Stürmen ein wesentlicher Treiber für die Intensitätsänderung oder nur eine Reaktion auf Stürme ist, die günstige Energiequellen finden.

Das hochalpine monolithische Mikrowellen-Radiometer (HAMSR) von JPL wird eines von mehreren Instrumenten an Bord der Global Hawk sein, die sich auf die innere Region der Stürme konzentrieren werden. Die meisten dieser Instrumente stellen fortschrittliche Technologien dar, die von der NASA entwickelt wurden und in einigen Fällen Vorläufer für Sensoren sind, die für zukünftige NASA-Satellitenmissionen geplant sind.

HAMSR, ein fortschrittlicher Wasserdampfsensor, analysiert die von Sauerstoff- und Wassermolekülen in der Atmosphäre abgegebene Wärmestrahlung, um deren Dichte und Temperatur zu bestimmen. Das Gerät arbeitet mit Mikrowellenfrequenzen, die Wolken durchdringen können, und ermöglicht die Bestimmung von Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Wolkenstruktur unter allen Wetterbedingungen. Diese Fähigkeit ist entscheidend für die Untersuchung von atmosphärischen Prozessen, die mit schlechtem Wetter verbunden sind, wie z. B. den Bedingungen bei Hurrikanen.