.jpg/1280px-USA_Science_&_Engineering_Festival_(5258233622).jpg)
Doppler on Wheels (или DOW ) — это парк мобильных и быстроразвертываемых радаров X-диапазона и C-диапазона , которые являются основным инструментом Гибкой решетки радаров и мезонетов [1], связанной с Университетом Иллинойса [2] и возглавляемой Джошуа Вурманом , при финансировании, частично предоставленном Национальным научным фондом (NSF), в рамках программы «Инструменты и сооружения сообщества» (CIF). Флот DOW и связанные с ним мобильные мезонеты и развертываемые метеостанции (POD и Polenet) используются по всей территории Соединенных Штатов с 1995 года, а также иногда в Европе и Южной Америке. [1] Сеть Doppler on Wheels развертывалась в опасных и сложных погодных условиях для сбора данных и информации, которые могут быть пропущены обычными стационарными радиолокационными системами.
Первая платформа DOW была создана и развернута в 1995 году, существенно изменив парадигму проектирования целевых метеорологических исследований. Новаторские, чрезвычайно мелкомасштабные данные были собраны в торнадо [3] и ураганах , [4] , а также других явлениях. DOW, в силу предоставления особенно мелкомасштабных целевых наблюдений, были центральными для различных научных открытий, «первых» и пионерских наблюдений, например, первое конкретное документирование конкретных последствий засева облаков для изменения погоды, первое картирование множественных вихрей в торнадо, количественная оценка структуры ветра торнадо на низком уровне и т. д. Программа DOW быстро расширялась и развивалась, включив в себя первую мобильную сеть двухдоплеровских радаров , первый мобильный радар быстрого сканирования (Rapid-Scan DOW, RSDOW), [1] и первый быстро развертываемый 1-градусный радар C-диапазона, C-диапазон на колесах (COW). Устройства DOW, мобильные мезонеты, POD и POLE, а также многие другие устройства имели решающее значение для оснащения приборов в многочисленных полевых проектах, включая VORTEX , VORTEX2 , COPS, MAP, ASCII, IHOP, SCMS, CASES, ROTATE, PAMREX, SNOWD-UNDER, FLATLAND, HERO, UIDOW, UNDEO [ требуется ссылка ] , LEE, PERILS, [5] WINTRE-MIX, [6] RELAMPAGO, [7] GRAINEX, [8] и другие.
В конце 2018 года DOW Facility дебютировал с новым быстроразвертываемым радаром C-диапазона (или COW) с большей антенной и длиной волны 5 см (по сравнению с длиной волны DOW 3 см). Из-за большего размера антенны грузовик оснащен встроенным краном, что позволяет собирать радар на месте. COW был впервые развернут в рамках полевой кампании RELAMPAGO в Аргентине в конце 2018 года. [9]
Флот DOW собрал данные в 250 торнадо и внутри ядер восемнадцати ураганов. DOW дважды были развернуты в Европе [10] для полевых программ MAP и COPS, дважды на Аляске для проектов JAWS-Juneau и в Южной Америке для RELAMPAGO. DOW работали на высоте 12 700 футов (3 900 м) на мысе Бристоль-Хед и на высоте 10 000 футов (3 000 м) для проекта ASCII в Батл-Пасс .
Флот DOW, PODS и мобильные мезонеты были показаны по телевидению, в том числе в сериале канала Discovery Channel «Охотники за штормами» (к которому присоединились транспортные средства Tornado Intercept и транспортные средства Dominator SRV ), [11] в специальных программах канала National Geographic Channel «Перехват торнадо» и «Истинное лицо ураганов» , а также в эпизоде PBS Nova «Охота за суперсмерчем» и других. [ необходима ссылка ]
По состоянию на май 2024 года в число действующих транспортных средств Doppler on Wheels входят CROW (состоящий из DOW8/RSDOW/Mini-COW) [12] и COW (C-band On Wheels, иногда называемый COW1).
COW состоит из двухчастотной радиолокационной системы C-диапазона с двойной поляризацией, использующей два передатчика мощностью 1 МВт, настроенных на конфигурацию длины волны 5 см. [13] CROW состоит из трех отдельных конфигураций: DOW8, которая использует однополяризационный передатчик X-диапазона мощностью 250 кВт, RSDOW, которая состоит из 7-секундной быстросканирующей пассивной фазированной антенной решетки, использующей систему передатчика X-диапазона мощностью 40 кВт на ЛБВ, [14] и Mini-COW, использующая одиночный передатчик C-диапазона мощностью 1 МВт, способный обновлять данные с двойной поляризацией каждые 50 секунд. [12]
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. [12] Предыдущие версии DOW6 и DOW7 использовали двухполяризационные двухчастотные передатчики X-диапазона мощностью 250 кВт и были самыми мощными мобильными системами X-диапазона на тот момент.
DOW часто развертываются с тесно интегрированной сетью наземных приборов FARM. [13] Несколько оснащенных приборами пикапов мобильных мезонетов размещают метеорологические приборы на месте на мачтах высотой 3,5 метра (11 футов) в дополнение к радарам дистанционного зондирования . Эти мобильные мезонеты также несут около двадцати оснащенных приборами «PODS», которые представляют собой прочные быстро развертываемые метеостанции, предназначенные для выживания внутри торнадо, тропических циклонов и других неблагоприятных условий, а также Polenet, включающую приборы, развертываемые на столбах, перилах, заборах и т. д. во время обрушения ураганов на сушу. Массив из семи верхних аэрологических и роевых систем зондирования также может быть развернут с DOW. Флот DOW иногда сопровождается мобильным центром операций и ремонта (MORC), большим фургоном, содержащим рабочие станции для координации в полевых условиях, управления данными и ремонта оборудования. [15]
Данные DOW привели к открытию субкилометровых валов пограничного слоя ураганов, которые, вероятно, модулируют ущерб от ветра и могут играть ключевую роль в усилении ураганов . Данные DOW выявили некоторые из самых интенсивных торнадо-ветров, когда-либо зарегистрированных ( торнадо Бридж-Крик-Мур , 3 мая 1999 г., торнадо Эль-Рино , 31 мая 2013 г. и торнадо Гринфилд, штат Айова , 21 мая 2024 г.), [16] [17] и самую большую торнадо-циркуляцию, когда-либо зарегистрированную ( торнадо Симаррон-Сити-Малхолл-Перри , который также произошел 3 мая 1999 г.), [18] и сделали первые 3D-карты ветров торнадо и субторнадо-вихрей, а также задокументировали интенсивные вихри в снежных полосах эффекта озера . Около 70 рецензируемых научных публикаций использовали данные DOW. [ необходима ссылка ]
Данные DOW привели к открытию нисходящего ядра отражательной способности — микромасштабного явления, которое может способствовать возникновению торнадо.
В настоящее время запланировано два крупных проекта по расширению возможностей FARM. Первый — создание сети S-диапазона на колесах (SOWNET) с четырьмя быстро развертываемыми радарами S-диапазона с длиной волны 10 см, способными видеть сквозь интенсивные осадки. Эти меньшие радары, установленные на грузовиках, заменят один большой радар S-диапазона, позволяя проводить двойной доплеровский анализ и сокращать время развертывания. Второй запланированный проект — это сеть бистатических адаптивных радаров (BARN), которая будет интегрирована с существующими DOW и COW для обеспечения наблюдений за вектором ветра с высоким разрешением без необходимости использования нескольких дорогостоящих передатчиков. Эти бистатические приемники будут состоять из небольших антенн, которые можно будет развертывать как Pods или устанавливать на Mobile Mesonet или аналогичное транспортное средство. [19]
, изучающие атмосферу, в восторге от нового радара, дебютирующего в Аргентине. Это «Допплер на колесах» (DOW), созданный Центром исследований суровых погодных условий в Боулдере. [...] Он является частью проекта RELAMPAGO, изучающего сильные штормы в регионе Кордова в Аргентине. Место, где, по мнению ученых, формируются одни из самых интенсивных штормов на планете.
, доплеровский лидар и самолет «охотник за ураганами» из Национального управления океанических и атмосферных исследований присоединились к крупнейшему исследовательскому проекту по исследованию погоды, когда-либо проводившемуся в Европе, чтобы изучить влияние на погоду ветрового потока над Альпами. Исследователи из 11 стран надеются лучше понять, как этот ветер влияет на погоду, и улучшить модели прогноза погоды и рек для горных районов, сообщило сегодня NOAA.
Ученые измерили самую высокую скорость ветра, когда-либо зарегистрированную, 318 миль в час, в одном из торнадо, обрушившихся на пригороды Оклахома-Сити 3 мая 1999 г. [...] Рекордный ветер случился около 7 часов вечера недалеко от Мура, где торнадо убил четырех человек и разрушил около 250 домов
