Op een avond in juni, een onweersbui doemde boven Albin op, Wyoming, net verlegen van de grens met Nebraska. Op een eenzame onverharde weg, drie busjes vol atmosferische onderzoekers van de Colorado State University schreeuwden door walkietalkies, weerballonnen en drones naar een snel donker wordende lucht leiden.

Het was het CSU C3LOUD-Ex-team, de laatste dag van een veldcampagne van meerdere weken voor stormobservatie en gegevensverzameling. En Moeder Natuur heeft het beste voor het laatst bewaard. Een schoolboek stormcel dreigde, met verschillende soorten wolkenstrepen en regen ongeveer 10 mijl in de verte.

"Deze storm is echt mooi, " zei afgestudeerde student en C3LOUD-Ex-projectmanager Leah Grant, net toen de wind aantrok. "Je kunt hier regen zien - en deze strepen in deze regio aan de rechterkant? Dat suggereert dat [de storm] draait. Dat gebeurt niet altijd."

C3LOUD-Ex, of CSU Convective Cloud Outflows en Updrafts Experiment, wordt geleid door prof. dr. Susan van den Heever van de afdeling Atmosferische Wetenschappen. Ondersteund door Van den Heever's Monfort Professorship, het doel van het project is om extreem moeilijk te verzamelen gegevens van onweersbuien vast te leggen terwijl ze zich voordoen. specifiek, de onderzoekers maken directe observaties van stormverschijnselen die opwaartse stroming en koude poelen worden genoemd, gebruikmakend van een kenmerkende technologie van onbemande luchtvaartuigen, of drones.

Opwaartse stroming is precies wat hun naam aangeeft:een regio met de snelst stijgende lucht in het midden van de storm. Koude poelen zijn zakken koude lucht die wegstromen uit het regengebied van de storm, langs het aardoppervlak. Stormvoorspellingsmodellen - cruciaal voor vroege waarschuwingssystemen in tornadische gebieden, bijvoorbeeld - slecht werk doen om te verklaren hoe opwaartse stroming en koude poelen de vorming van stormen beïnvloeden, intensiteit en lengte. De wetenschappers van C3LOUD-Ex, waaronder ongeveer 20 studenten van verschillende onderzoeksgroepen, leveren observatiegegevens rond deze processen. Hun uiteindelijke doel is om de voorspellende inzichten voor zwaar weer te verbeteren.

"We doen er niet goed aan koude baden te simuleren in onze modellen, Van den Heever zei. "We kennen hun structuur niet, hoe intens ze zijn, hoe koud en diep ze worden. We doen die metingen nu om ons te helpen onze modellen te evalueren."

Monfort-fondsen ondersteunen out-of-the-box denken

Als het vliegen van drones en ballonnen direct in stormen een beetje riskant klinkt, bedenk dat het Monfort Excellence Fund is gereserveerd voor juist dit soort out-of-the-box, grensverleggende wetenschap.

Neem het feit dat de C3LOUD-Ex veldcampagne een ongekende prestatie heeft geleverd op het gebied van stormobservatie, met behulp van een vloot van zes DJI Matrice-drones uitgerust met verschillende sensoren en camera. De drones maten koude poelen en opwaartse luchtstroom door in formatie te vliegen. Voor C3LOUD-Ex, CSU kreeg een ontheffing van de Federal Aviation Administration om in bepaalde gebieden tot een hoogte van 350 meter te vliegen; meestal mogen drones slechts tot 120 meter klimmen.

Meerdere keren tijdens de campagne de onderzoekers vlogen zes drones in een gestapelde formatie. Terwijl elke drone op een vaste locatie zweefde, ze verzamelden tot een uur temperatuur, druk- en vochtigheidsinformatie terwijl de storm over en om hen heen rolde.

"We hebben de hele structuur van het koude bad kunnen meten, Van den Heever zei. "We konden zien dat de koude poelen ongeveer 10 graden koeler waren dan hun omgeving. Niemand anders heeft ooit de fijnstructuur van koude baden op deze manier gemeten, met behulp van drones."

Geen 'ik' in team

Het teamwerk dat betrokken is bij C3LOUD-Ex kan wedijveren met de ongekende aard van de experimenten. Noodzaak om stormen voor te blijven terwijl ze zich vormden, de campagne volgde het dagelijkse weer van minuut tot minuut, met de hulp van een prognose- en operatieteam bij de CSU-CHILL-radar in Greeley.

Een subteam was verantwoordelijk voor het lanceren van weerballonnen op de ochtend van elke velddag om het stormpotentieel van de regio te lezen. Geleid door hun observaties, het prognose- en operatieteam, en een beetje geluk C3LOUD-Ex bestrijkt duizenden mijlen in het noordoosten van Colorado, zuidelijk Wyoming en soms Nebraska. Ze renden voor stormen uit, zodat ze op het juiste moment op de juiste plaats konden zijn.

Met de veldcampagne afgerond, van den Heever leidt nu de analyse van de data. Ze hopen op definitieve inzichten in hoe opwaartse stroming en koude poelen de stormintensiteit beïnvloeden, en het daaropvolgende zware weer dat ze produceren.