Volgende lente, onderzoekers en studenten van de Universiteit van Kansas zullen deelnemen aan een project waarbij ze een nieuwe ultrabreedbandradar gebruiken die op een vliegtuig boven de Continental Divide zweeft om de diepte en dichtheid van een sneeuwlaag te meten.

Omdat sneeuw die zich hoog in de Rocky Mountains (en andere stroomgebieden zoals de Sierra Nevadas) ophoopt, smelt om de rivieren van het land te voeden, het berekenen van de hoeveelheid opgeslagen water is absoluut noodzakelijk voor het beheer van de Amerikaanse watervoorraden.

"Je bent uiteindelijk geïnteresseerd in hoeveel water wordt opgeslagen, omdat het allemaal zal smelten en bergafwaarts zal stromen, " zei David Braaten, hoogleraar geografie en atmosferische wetenschappen. "Je maakt je niet alleen zorgen over de sneeuwdiepte, maar het sneeuw-water-equivalent. Om dat te krijgen, je hebt zowel diepte als sneeuwdichtheid nodig - die twee dingen die een ultrabreedbandradar kan verkrijgen."

Braaten en een collega van de KU maken deel uit van een groot project gefinancierd door de National Oceanic and Atmospheric Administration, of NOAA, om teledetectietechnologie te ontwikkelen om overstromingen en droogtes te helpen verminderen.

De leidende instelling is de Universiteit van Alabama, en het project wordt geleid door Prasad Gogineni, een voormalig KU-hoogleraar. Aan dit project nemen ook onderzoekers van de University Corporation for Atmospheric Research deel. KU ontvangt een financiering van ongeveer $ 250, 000 per jaar, te worden beheerd via het Centrum voor teledetectie van ijskappen. Ander KU-personeel is onder meer Justin Stachnik, assistent-professor geografie en atmosferische wetenschappen, een aantal afgestudeerde studenten en een aantal niet-gegradueerde studenten.

"De rol van de KU is om te helpen bij de technologische ontwikkeling door toegang te bieden tot faciliteiten die we in de loop der jaren hebben ontwikkeld met CReSIS, zoals de echovrije kamer van de KU - een testkamer waar we een radar kunnen nemen en deze kunnen inschakelen zonder de telefoons en wifi te verstoren, zei Braaten. "We kunnen een radar aanzetten, karakteriseer het, en zoeken naar lawaai en onregelmatigheden voordat we het veld in gaan. Voor het veldwerk is we zullen apparatuur leveren die ons zal helpen de radarmetingen te valideren."

Braaten zei dat het KU-team zal helpen bij het genereren van dataproducten, ervaring opdoen met het werken met signaalverwerking om te kijken naar geofysische kenmerken met betrekking tot het snowpack. Deze dataproducten zullen worden gebruikt door NOAA-modellen, zoals het Nationaal Watermodel, om zowel smeltwater als overstromingspotentieel te voorspellen.

"Het sneeuwdiepteconcept is in 2016 getest, " zei hij. "Het werkte goed op een locatie in Colorado die een sneeuwlaag van enkele meters dik meet. Het routinematig verkrijgen van sneeuwdieptemetingen in kritieke stroomgebieden op verschillende tijdstippen van het jaar is een belangrijk doel van het project. Ook, het bepalen van de sneeuwdichtheid is een belangrijk projectdoel dat zal worden bereikt door middel van veldexperimenten. Deze metingen zullen NOAA-modellen voorzien van het vloeibare waterequivalent in het snowpack."

Volgens de KU-onderzoeker de eerste veldtests van het radarsysteem zouden kunnen worden uitgevoerd op een propellervliegtuig zoals een Twin Otter.

Het systeem zal naar verwachting halverwege de winter en opnieuw in de lente worden ingezet, hij zei, om het systeem te testen aan de hand van verschillende eigenschappen van het snowpack.

"Middenwinter is een goed moment om de gelaagdheid te beoordelen en de timing van de neerslag en de lente net aan het begin van het smeltseizoen is een belangrijk moment, maar de sneeuwcondities in de lente worden uitdagender voor de radar, ' zei Braaten.

De onderzoekers kozen voor de ultrabreedbandradar omdat de grote bandbreedte tot diep in de sneeuw kan doordringen en metingen met een hoge resolutie kan opleveren. De hooggelegen versie van dit systeem zal uiteindelijk in staat zijn om sneeuwcondities over een breed strook aan beide zijden van de vliegbaan in beeld te brengen, zo dun als 3 centimeter dik tot zo hoog als 2 meter.

"De grote bandbreedte maakt het ook mogelijk om sneeuwkenmerken te onderzoeken, Braaten zei. "Het biedt ook flexibiliteit om metingen uit te voeren onder een breed scala aan sneeuwcondities die gedurende de winter en het vroege voorjaar worden waargenomen, en op verschillende hoogtes. Bepaalde frequenties zijn effectiever bij bepaalde sneeuwcondities, dus het hebben van de grote bandbreedte biedt de mogelijkheid om alle snowpack-kenmerken te meten die we verwachten te zien."