Op vrijdagavond, terwijl het grootste deel van North Carolina zich schrap zette tegen de bijtende ijzel en sneeuw met warme chocolademelk en Netflix, een reeks onderzoeksinstrumenten stond hoog boven Duke's campus, stilletjes gegevens verzamelen over de storm.

De instrumenten maken deel uit van een nieuw miniatuurlaboratorium voor wolk- en neerslagmonitoring dat op het dak van Fitzpatrick CIEMAS is geïnstalleerd door afgestudeerde student Jonathan Holt en collega-klimaatonderzoekers in het laboratorium van Ana Barros.

Het team heeft de instrumenten begin oktober in gebruik genomen, net op tijd voor hun regenmeter om maar liefst 15 centimeter regen te registreren in zes uur op het hoogtepunt van orkaan Matthew - een accumulatiesnelheid die vergelijkbaar is met die van orkaan Katrina toen deze aan land kwam in Mississippi. Vorig weekend, ze verzamelden vergelijkbare gegevens over de winterstorm, hun Micro Rain Radar volgt de sneeuwval gedurende de nacht.

Het dak is slechts de laatste locatie waar de Barros-groep neerslaggegevens verzamelt, toetreden tot locaties in de Great Smokies, de centrale Andes van Peru, en Zuidelijk Afrika. Deze drie instrumenten, met een vierde toegevoegd begin januari, zijn ontworpen om de neerslagsnelheid continu te volgen, de grootte en vorm van regendruppels of sneeuwvlokken - die klimatologen gezamenlijk hydrometeoren noemen - en de vorming en hoogte van wolken in de lucht boven Duke.

Ana Barros, een professor in civiele en milieutechniek aan Duke, zegt dat haar team deze veldwaarnemingen gebruikt, gecombineerd met atmosferische gegevens van instellingen als NOAA en NASA, bestuderen hoe microscopisch kleine stofdeeltjes, rook, of andere materialen in de lucht, aerosolen genaamd, interageren met waterdamp om wolken en neerslag te vormen. Het begrijpen van deze interacties is een essentiële voorwaarde voor het bouwen van nauwkeurige weer- en klimaatmodellen.

"Wat we hier proberen te doen, is de levenscyclus van waterdruppels in de lucht te volgen, en begrijpen hoe dat varieert afhankelijk van weersystemen, op voorwaarden, op het klimaatgebied en de ligging aan het landschap, ' zei Barros.

Naast het volgen van dramatische gebeurtenissen zoals Matthew, Barros zegt ook geïnteresseerd te zijn in het verzamelen van gegevens over lichte regenval, gedefinieerd als neerslag met een snelheid van minder dan 3 mm van een uur, door het jaar heen. Lichte regenval is een belangrijke bron van water in de regio, ongeveer 35 procent van de jaarlijkse regenval. Studies hebben aangetoond dat het bijzonder gevoelig is voor klimaatverandering, omdat zelfs bescheiden temperatuurschommelingen ervoor kunnen zorgen dat deze kleine waterdruppeltjes weer verdampen tot gas.

Het elimineren van deze waterbron, "is geen dramatische verandering, Barros zei. "Maar het is een van die zeer belangrijke veranderingen die gevolgen heeft voor hoe we met water omgaan, hoe we water gebruiken, hoe we infrastructuur ontwerpen, hoe we de toekomst daadwerkelijk moeten plannen."

Barros zegt dat ze niet op de hoogte is van soortgelijke instrumentsuites in North Carolina, hun dak in een positie brengen om unieke inzichten te verschaffen over het klimaat in de regio. En in tegenstelling tot hun bergachtige velden, instrumenten op het dak worden minder snel gecoöpteerd door jeukende beren.

"Als we op deze manier langetermijngegevens over regenmeters kunnen verzamelen, dat plaatst onze onderzoeksgroep in een werkelijk unieke positie om met resultaten te komen die niemand anders heeft, en conclusies te trekken over klimaatverandering die niemand anders kan, Holt zei. "Het is leuk om een ​​echt uniek perspectief in de meteorologie te hebben, hydrologie en het weer op deze plek."