Bir çift küçük ama güçlü hava durumu enstrümanı hakkında bilmeniz gereken beş şey

Salı günü uzay istasyonuna fırlatılan COWVR ve TEMPEST iki enstrümanı, hava tahmini için önemli bilgilerin toplanmasında büyük gelişmelere yol açabilir.

Kompakt Okyanus Rüzgarı Vektör Radyometresi (COWVR) bir mini buzdolabından daha büyük değildir. Fırtınalar ve Tropik Sistemler için Zamansal Deney (TEMPEST) daha da küçüktür – yaklaşık bir mısır gevreği kutusu boyutunda. Yine de bu iki kompakt bilim aracı, büyük bir iş yapmak için tasarlandı: kendi boyutlarının birçok katı büyüklüğünde ve çok düşük bir maliyetle hava durumu uydularıyla aynı yüksek kaliteli atmosferik gözlemleri yapmak.

NASA’nın Güney Kaliforniya’daki Jet Propulsion Laboratuvarı tarafından inşa edilen iki radyometre, ABD Hava Kuvvetleri’nin Uzay Test Programı-Houston 8’in (STP-H8) bir parçası ve Salı günü SpaceX’in 24. ticari ikmal görevinin bir parçası olarak Uluslararası Uzay İstasyonuna gidiyor. Ajans. Teknoloji gösterileri olarak kabul edilirler ve planlandığı gibi çalışırlarsa, hava tahmini teknolojik bir destek için olabilir.

COWVR ve TEMPEST hakkında bilmeniz gereken beş şey:

Çok daha büyük öncülleriyle aynı yüksek kaliteli verileri toplamayı hedefliyorlar.

COWVR ve TEMPEST birlikte, bilim insanlarının hava ve iklim tahminleri üretmek için kullandıkları birçok veri noktasını sağlayacak: Sadece okyanus yüzeyinde esen rüzgarların hızını ve yönünü değil, aynı zamanda yağışı, atmosferik nemi, nemin nasıl olduğunu da ölçecekler. okyanus yüzeyinde ve atmosferde dikey olarak dağıtılır ve diğer koşullar.

2003’ten 2020’ye kadar bu tür ölçümler, ABD Savunma Bakanlığı’nın Coriolis uydusunda bulunan 990 pound (450 kilogram) Windsat cihazı tarafından elde edildi. Windsat, beklenen ömrünün çok ötesinde sürdü. COWVR ve TEMPEST göreve hazır olduklarını kanıtlarlarsa, onlar (ve onlar gibi küçük cihazlar) veri kalitesinden ödün vermeden daha büyük, eskiyen uyduların yerini alabilecekler.

Fırtına tahminlerini iyileştirme potansiyeline sahipler

COWVR ve TEMPEST, gezegenimizi düşük Dünya yörüngesinde batıdan doğuya günde yaklaşık 16 kez çevreleyen uzay istasyonuna bağlanacak. İstasyonun benzersiz yörüngesi nedeniyle, iki cihaz zamanlarının çoğunu orta enlemler ve tropikler – fırtınaya eğilimli alanlar – üzerinde geçirecek ve diğer yörüngelerdeki sensörlerden daha sık tekrar ziyaret edecek. Ek veriler, bilim adamlarının fırtına oluşumunu daha iyi anlamalarına ve gelişen fırtına sistemlerini daha iyi takip etmelerine yardımcı olacaktır.

COWVR ve TEMPEST, verileri şu anda kullanılan diğer bazı araçlardan daha hızlı bir şekilde Dünya’ya geri gönderebilecek ve bilim adamlarının ve tahmincilerin birçok fırtınanın maruz kaldığı hızlı yoğunluğu neredeyse gerçek zamanlı olarak izlemelerini sağlayacak. JPL merkezli COWVR’nin baş araştırmacısı Shannon Brown, “Uyduların çoğu dünya çapında sadece birkaç yer istasyonuyla iletişim kurar ve bu zaman alır” dedi. “Veriler, zemine bile ulaşmadan önce birkaç saat eski olabilir ve sonra yine de işlenmesi gerekiyor.”

COWVR ve TEMPEST bunun yerine verilerini NASA’nın izleme ve veri aktarma uydusu (TDRS) takımyıldızı aracılığıyla Dünya’ya geri gönderecek. Brown, “TDRS esasen doğrudan bir veri akışı sağlıyor. Dolayısıyla, sensörler büyük bir kasırga veya siklonun üzerinden geçtiğinde, bu verileri anında alacaksınız” dedi. “Geleneksel yaklaşımla genellikle mevcut olmayan, güncel gözlemler olacak” – ve hayat kurtarabilecek bir şey.

Kapsamlı verileri hava ve iklim modeli tahminlerini iyileştirebilir

COWVR ve TEMPEST’in yörüngeleri dahilindeki alanlar üzerinde ölçüm yapma sıklığı, diğer cihazlardan daha kapsamlı veriler toplamalarına olanak tanıyacak – hava ve iklim modellerindeki belirsizlikleri azaltması beklenen veriler.

JPL’den Tony Lee, “Okyanus yüzeyinde rüzgar hızını ve yönünü ölçen mevcut uydu sensörleri Güneş ile eşzamanlı yörüngelerdedir, yani belirli bir yerde yalnızca sabah ve akşam ölçümler sağlarlar ve arada boşluklar bırakırlar” dedi. , misyonun bilim çalışma grubunun eş lideri. “Uzay istasyonunun yörüngesi, COWVR ve TEMPEST’in günün farklı saatlerinde ölçüm yapmasına izin vererek bu boşlukları azaltacak.”

Hava durumu ve iklim modelleri, tahminlerde bulunmak için bu tür verileri kullanır. Ne kadar fazla veri mevcutsa, modeller ve bunlara dayalı tahminler o kadar doğru olacaktır.

Hava-deniz etkileşimlerinin hava ve iklimi nasıl etkilediğine ışık tutacaklar

Okyanus tarafından salınan ısı ve nem miktarı atmosfer koşullarını etkiler; aynı şekilde, rüzgar gibi atmosferik koşullar okyanus akıntılarını ve ısı dağılımını etkiler. Bilim adamları bu etkileşimler hakkında ne kadar çok şey öğrenirlerse, kısa vadede hava durumunu ve uzun vadede iklimi nasıl etkilediklerini o kadar iyi anlayacaklardır.

Yine de, bu etkileşimleri incelemek için uygun verileri elde etmek zor olabilir.

Lee, “Bu etkileşimleri incelemenin geleneksel yolu, okyanus ve atmosferin farklı örnekleme zamanlarına sahip farklı uydulardan alınan ölçümleri birleştirmek” dedi. “Bu uyumsuzluk, bilim insanlarının bu etkileşimleri anlamasını zorlaştırıyor çünkü günün bir bölümünde rüzgara, günün farklı bir saatinde yağmura ve atmosferik su buharına bakıyor olabiliriz.”

Başarılı olursa, COWVR ve TEMPEST bunu değiştirebilir. COWVR’nin temel amacı, okyanus yüzeyindeki rüzgarın hızını ve yönünü ölçmektir ve TEMPEST’in atmosferik su buharı ölçümlerini sağlamaktır. Birlikte uçtukları ve aynı alanlar üzerinde ölçüm yaptıkları için, bu tamamlayıcı verileri aynı anda elde edebilecekler.

Lee, “Farklı değişkenlerin eşzamanlı ölçümleri, farklı uydulardan farklı zamanlarda yapılan ölçümlerin karıştırılmasından kaynaklanan örnekleme zamanı farklılıklarıyla ilgili zorluğu hafifletiyor” dedi. Aynı zamanda, daha kısa zaman ölçeklerinde meydana gelen etkileşimleri de hesaba katmalarını sağlayacak – örneğin, okyanusu karıştıran ve atmosfere ısı kaybetmesine neden olan rüzgar esintileri.

Gelecekteki uydu takımyıldızlarının yolunu açacaklar

COWVR ve TEMPEST iyi performans gösterirse, hava tahmini için hayati önem taşıyan kapsamlı verilerin ve iklimin daha iyi anlaşılmasının, önceden düşünülenden çok daha küçük bir fiyat etiketi ile çok daha küçük bir pakette elde edilebileceğini kanıtlayacaklardır.

Cihazlar daha küçük ve daha ucuz olduğu için, kuruluşlar daha büyük varyasyonlardan biriyle aynı maliyete üç veya dört küçük uydu fırlatabilir. Bu küçük uydulardan oluşan bir takımyıldız, belirli bir alanın ölçümlerini – örneğin gelişen bir fırtına üzerinde – karşılık gelen tek bir uydudan çok daha sık alabilir ve bu da hava durumu modellerinin ve tahminlerinin daha da iyileştirilmesiyle sonuçlanabilir.