stringtranslate.com

Доплер на колесах

DOW 7 на выставке Фестиваля науки и техники в США в 2010 году.

Подразделение Doppler on Wheels (DOW 3) наблюдает за торнадо недалеко от Аттики, штат Канзас.
Данные, собранные подразделением Doppler on Wheels, показывают торнадо возле Ла-Грейнджа, штат Вайоминг.

Doppler on Wheels (или DOW ) — это парк мобильных и быстро развертываемых радаров на грузовых автомобилях X-диапазона и C-диапазона, которые являются основным оборудованием Гибкой решетки радаров и мезонетей [1], связанной с Университетом Иллинойса [ 1]. 2] под руководством Джошуа Вурмана , при финансировании, частично предоставленном Национальным научным фондом (NSF) в рамках программы «Community Instruments and Equipment» (CIF). Парк DOW и связанные с ним мобильные мезонеты и развертываемые метеостанции (POD и Polenet) используются на всей территории Соединенных Штатов с 1995 года, а также иногда в Европе и Южной Америке. [1] Сеть Doppler on Wheels работает в опасных и сложных погодных условиях для сбора данных и информации, которые могут быть пропущены обычными стационарными радиолокационными системами.

История

Первая платформа ДОУ была создана и развернута в 1995 году, существенно изменив парадигму проектирования целевых метеорологических исследований. Инновационные, чрезвычайно мелкомасштабные данные были собраны о торнадо [3] и ураганах [4] , а также о других явлениях. ДОУ, благодаря обеспечению особенно мелкомасштабных целевых наблюдений, сыграли центральную роль в различных научных открытиях, «первых» и новаторских наблюдениях, например, в первой конкретной документации конкретных воздействий засева облаков, вызывающих изменение погоды, в первом картировании множественных вихрей. в торнадо, количественная оценка структуры ветра на малых высотах торнадо и т. д. Программа DOW быстро расширялась и развивалась, включив в себя первую мобильную сеть двойных доплеровских радаров , первый мобильный радар быстрого сканирования (Rapid-Scan DOW, RSDOW), [1] и первый быстроразвертываемый радар C-диапазона с углом обзора 1 градус — C-диапазон на колесах (COW). DOW, Mobile Mesonets, POD и POLE, а также многие другие устройства сыграли решающую роль в оснащении многочисленных полевых проектов, включая VORTEX , VORTEX2 , COPS, MAP, ASCII, IHOP, SCMS, CASES, ROTATE, PAMREX, SNOWD-UNDER, FLATLAND, HERO, UIDOW, UNDEO [ нужна ссылка ] , LEE, PERILS, [5] WINTRE-MIX, [6] RELAMPAGO, [7] GRAINEX, [8] и другие.

В конце 2018 года на базе DOW был представлен новый быстроразвертываемый радар C-диапазона (или COW) с антенной большего размера и длиной волны 5 см (по сравнению с длиной волны 3 см у DOW). Из-за большего размера антенны грузовик оснащен встроенным краном, позволяющим собирать радар на месте. Впервые COW был развернут в рамках полевой кампании RELAMPAGO в Аргентине в конце 2018 года. [9]

Флот DOW собрал данные о 250 торнадо и ядрах восемнадцати ураганов. ДОУ дважды отправлялись в Европу, [10] для полевых программ MAP и COPS, дважды на Аляску для проектов JAWS-Juneau и в Южную Америку для RELAMPAGO. DOW работали на высоте 12 700 футов (3 900 м) на Бристоль-Хед и на высоте 10 000 футов (3 000 м) для проекта ASCII в Battle Pass .

Возможности

По состоянию на май 2024 года в настоящее время в число действующих транспортных средств Doppler on Wheels входят CROW (который состоит из DOW8/RSDOW/Mini-COW) [11] и COW (C-диапазон On Wheels, также известный как COW1).

COW состоит из двухчастотной радиолокационной системы с двойной поляризацией C-диапазона, в которой используются два передатчика мощностью 1 МВт, настроенные на длину волны 5 см. [12] CROW состоит из трех отдельных конфигураций: DOW8, в которой используется однополяризационный передатчик X-диапазона мощностью 250 кВт, RSDOW, который состоит из 7-секундной пассивной фазированной антенной решетки с быстрым сканированием, использующей ЛБВ мощностью 40 кВт. Система передатчика X-диапазона [13] и Mini-COW, использующая единственный передатчик C-диапазона мощностью 1 МВт, способный обновлять 50-секундные сигналы двойной поляризации. [11]

По состоянию на май 2024 года DOW6 и DOW7 в настоящее время проходят капитальный ремонт с установкой нового оборудования, включая сами транспортные средства, передатчики и вычислительные системы, а также интеграцию с новым программным обеспечением GURU. [11] Предыдущие версии DOW6 и DOW7 использовали двухчастотные передатчики X-диапазона с двойной поляризацией мощностью 250 кВт и были самыми мощными мобильными системами X-диапазона в то время.

ДОУ часто развертываются вместе с тесно интегрированной сетью наземных приборов ФЕРМЫ. [12] На нескольких мобильных мезонетных пикапах с инструментами на 3,5-метровых (11 футах) мачтах установлены метеорологические приборы , дополняющие радары дистанционного зондирования . Эти мобильные мезонеты также несут около двадцати оснащенных приборами «PODS», которые представляют собой защищенные быстроразвертываемые метеостанции , предназначенные для выживания внутри торнадо, тропических циклонов и других неблагоприятных сред, а также «Поленет», включающий приборы, развернутые на столбах, перилах, заборах и т. д. во время урагана. выходы на берег . С помощью DOW также можно развернуть до семи систем аэрологического и роевого зондирования. Автопарк DOW иногда сопровождается Мобильным центром эксплуатации и ремонта (MORC), большим фургоном, в котором есть рабочие станции для координации на местах, управления данными и ремонта оборудования. [14]

Выводы

Данные DOW привели к обнаружению субкилометровых пограничных слоев ураганов, которые, вероятно, модулируют ущерб от ветра и могут играть ключевую роль в усилении ураганов . Данные DOW выявили самые интенсивные ветры, когда-либо зарегистрированные ( торнадо Бридж-Крик-Мур , 3 мая 1999 г. или торнадо в Гринфилде , 21 мая 2024 г.), [15] [16] и самую большую из когда-либо зарегистрированных торнадо-циркуляций (также 3 мая 1999 г. в Малхолле, Оклахома ) [17] и составили первые 3D-карты торнадо- и субторнадо-вихревых ветров, а также задокументировали интенсивные вихри в снежных полосах с эффектом озера. Около 70 рецензируемых научных публикаций использовали данные DOW. [ нужна цитата ]

Флот DOW, PODS и мобильные мезонеты были показаны по телевидению, в том числе в реалити-шоу « Охотники за штормами » канала Discovery , [18] специальных выпусках канала National Geographic «Перехват торнадо» и «Истинное лицо ураганов» , а также эпизоде ​​« Нова » канала PBS . Охота на Супертвистер» и другие. [ нужна цитата ]

Данные DOW привели к открытию нисходящего ядра отражательной способности — микромасштабного явления, которое может способствовать торнадогенезу.

Будущее оборудование

В настоящее время запланировано два крупных проекта по расширению возможностей ФАРМ. Первым является создание сети S-диапазона на колесах (SOWNET), включающей четыре быстроразвертываемых радара S-диапазона с длиной волны 10 см, способных видеть сквозь интенсивные осадки. Эти меньшие по размеру радары, установленные на грузовиках, заменят один большой радар S-диапазона, что позволит проводить двойной доплеровский анализ и сократить время развертывания. Второй запланированный проект — это бистатическая адаптируемая радиолокационная сеть (BARN), которая будет интегрирована с существующими DOW и COW для обеспечения наблюдений вектора ветра с высоким разрешением без необходимости использования нескольких дорогостоящих передатчиков. Эти бистатические приемники будут состоять из небольших антенн, которые можно будет использовать как капсулы или установить на Mobile Mesonet или аналогичное транспортное средство. [19]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ abc «ФЕРМА: Сеть ДОУ» . Farm.atmos.illinois.edu . Проверено 25 апреля 2024 г.
  2. ^ «Главная | Департамент климата, метеорологии и атмосферных наук | Иллинойс» . atmos.illinois.edu . Проверено 25 апреля 2024 г.
  3. ^ Вурман, Джошуа; Страка, Джерри М.; Расмуссен, Эрик Н. (1996). «Мелкомасштабные доплеровские радиолокационные наблюдения торнадо». Наука . 272 (5269): 1774–1777. Бибкод : 1996Sci...272.1774W. дои : 10.1126/science.272.5269.1774. ПМИД  8662481.
  4. ^ Вурман, Джошуа; Уинслоу, Дженнифер (1998). «Интенсивное движение пограничного слоя субкилометрового масштаба наблюдалось во время урагана Фрэн». Наука . 280 (5363): 555–557. Бибкод : 1998Sci...280..555W. дои : 10.1126/science.280.5363.555. ПМИД  9554839.
  5. ^ «Проект прогнозирования штормов следующего поколения направлен на спасение жизней» . NSF — Национальный научный фонд . 8 февраля 2023 г.
  6. ^ [1]
  7. ^ Несбитт, Стивен В.; и другие. (2021). «Штормовое сафари в субтропической Южной Америке: Проект РЕЛАМПАГО». Бюллетень Американского метеорологического общества . 102 (8): E1621–E1644. Бибкод : 2021BAMS..102E1621N. doi : 10.1175/BAMS-D-20-0029.1.
  8. ^ [2]
  9. ↑ Реппенхаген, Кори (4 декабря 2018 г.). «Новый« Доплер на колесах », разработанный Колорадо, гонится за штормами в Аргентине» . КУСА . Проверено 3 мая 2022 г. Ученые-атмосферники воодушевлены появлением нового радара в Аргентине. Это доплер на колесах (DOW), построенный Центром исследования суровых погодных условий в Боулдере. [...] Это часть проекта RELAMPAGO по изучению сильных штормов в регионе Кордова в Аргентине. Место, где, по мнению ученых, формируются одни из самых сильных штормов на планете.
  10. ^ Куэстани, Жанна; МакГехан, Барбара; Тарп, Кели (14 октября 1999 г.). «УЧЕНЫЕ НОАА, ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ АВИАЦИЯ И ДОППЛЕРОВСКИЙ ЛИДАР ПРИСОЕДИНЯЮТСЯ К МАСШТАБНЫМ ИССЛЕДОВАНИЯМ ПОГОДЫ В ЕВРОПЕ» (пресс-релиз). Архивировано из оригинала 11 декабря 2016 года . Проверено 3 мая 2022 г. Ученые, доплеровский лидар и самолет-"охотник за ураганами" из Национального управления океанических и атмосферных исследований присоединились к крупнейшему проекту метеорологических исследований, когда-либо проводившемуся в Европе, с целью изучения влияния на погоду ветрового потока над Альпами. Исследователи из 11 стран надеются лучше понять, как этот ветер влияет на погоду, а также улучшить модели прогноза погоды и рек для горных районов, сообщило сегодня NOAA.
  11. ^ abc «Обновленные возможности FARM (включая полностью мобильную мини-COW) AMS 2023» (PDF) . Проверено 6 мая 2024 г.
  12. ^ Аб Вурман, Джошуа; Косиба, Карен; Перейра, Брайан; Робинсон, Пол; Фрамбах, Эндрю; Гиллиленд, Алисия; Уайт, Тревор; Эйкинс, Джош; Трапп, Роберт Дж.; Несбитт, Стивен; Хэншоу, Майана Н.; Лутц, Джон (2021). «Гибкая решетка радаров и мезонетей (ФАРМ)». Бюллетень Американского метеорологического общества . 102 (8): E1499–E1525. Бибкод : 2021BAMS..102E1499W. doi : 10.1175/BAMS-D-20-0285.1.
  13. ^ «ФЕРМА: Сеть ДОУ» . Farm.atmos.illinois.edu . Проверено 6 мая 2024 г.
  14. ^ «Наблюдение». Национальная лаборатория сильных штормов NOAA .
  15. ↑ Уильямс, Джек (17 мая 2005 г.). «Допплеровский радар измеряет ветер во время торнадо со скоростью 318 миль в час». США сегодня . ISSN  0734-7456. LCCN  sn82006685. OCLC  819006199. Архивировано из оригинала 16 октября 2012 года . Проверено 3 мая 2022 г. Ученые измерили самую высокую скорость ветра, когда-либо зарегистрированную, 318 миль в час, в одном из торнадо, обрушившихся на пригород Оклахома-Сити 3 мая 1999 года. [...] Рекордный ветер произошел около 19:00 недалеко от Мура, где торнадо убил четырех человек и разрушил около 250 домов
  16. ^ «По мере завершения полевого сезона #BEST 2024 года, взгляните на сбор данных во время торнадо в Гринфилде, штат Айова. Пиковые скорости ветра до 309–318 миль в час были рассчитаны в узком диапазоне 100–160 футов ARL. Это одни из самых самые высокие скорости ветра, когда-либо определенные с использованием данных DOW». х.ком . Университет Иллинойса . 22 июня 2024 г. Проверено 22 июня 2024 г.
  17. ^ «Допплер с быстрым сканированием на колесах идет в ногу с твистерами - выпуск новостей» . Архивировано из оригинала 7 мая 2013 года . Проверено 2 февраля 2017 г.
  18. ^ «Допплер на колесах | Охотники за штормами | Дискавери» . Архивировано из оригинала 21 апреля 2017 года . Проверено 3 февраля 2017 г.
  19. ^ Вурман, Джошуа; Косиба, Карен (1 августа 2021 г.). «Гибкая решетка радаров и мезонетей (ФАРМ)». Бюллетень Американского метеорологического общества . 102 (8): E1499–E1525. Бибкод : 2021BAMS..102E1499W. дои : 10.1175/BAMS-D-20-0285.1 . S2CID  234827910.

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные с ДОУ (радар) .