Zoals veldonderzoekers weten, soms is de wetenschap die je van plan was te doen niet wat je uiteindelijk doet. Maar de drang naar kennis is onwankelbaar, en wetenschappers vinden een manier om de klus te klaren, ook al betekent het van koers veranderen, bureaucratische hindernissen manoeuvreren en tegenslagen afwachten. Flexibiliteit is de sleutel tot veldcampagnes, en soms zit de beloning in de onverwachte ontdekkingen.

Een team van wetenschappers van de Colorado State University kan getuigen van deze recente ervaring. Onderzoekers van het Department of Atmospheric Science zetten in augustus en september koers op het Amerikaanse onderzoeksschip de R/V Thomas G. Thompson om de neerslag in de tropische westelijke Stille Oceaan te bestuderen. hun project, de verspreiding van intra-seizoensgebonden tropische oscillaties, of ZUIGER, streeft naar een beter begrip van neerslagprocessen in dit gebied, om het weer op het maritieme continent beter te begrijpen, in het zuidoosten van continentaal Azië, en zelfs in de V.S.

"PISTON had veel uitdagingen omdat het een complexe, internationale experimenten. Maar veel van de uitdagingen waarmee we werden geconfronteerd, komen voort uit het doen van dit soort wetenschap, " zei professor Steven Rutledge, hoofdonderzoeker voor de atmosferische component van PISTON. "Uiteindelijk, het is allemaal gelukt."

Een complex geheel van factoren draagt ​​bij aan tropisch weer, waarbij PISTON een uitgebreide veldcampagne moest zijn met intensieve numerieke modellering en observatie. Veertien universiteiten en verschillende nationale en internationale organisaties werkten mee aan het project, met financiering voor het Amerikaanse deel van het Office of Naval Research.

Een omweg maken

Zoals bij elke klus die zo groot en ingewikkeld is, PISTON kwam onderweg enkele uitdagingen tegen. PISTON werd omgeleid naar internationale wateren in het verre oosten van de Filippijnen nadat de Filippijnen de samenwerkingsvergunning hadden geweigerd om onderzoek te doen in de Zuid-Chinese Zee, net ten westen van het grootste eiland van het land, Luzon.

"De verandering in locatie stelde ons in staat om andere wetenschap te doen, om de atmosfeer en de oceaan eerder te onderzoeken, tijdens en na de passage van tyfoons, ' zei Rutte.

De onderzoeksgroep van Rutledge gebruikte de twee belangrijkste instrumenten van PISTON voor het meten van atmosferische eigenschappen, de nieuwe SEA-POL C-band polarimetrische radar - aan zijn tweede opdracht sinds het werd ontworpen en gebouwd bij CSU - en een CSU radiosondesysteem. Het team voerde continue radar- en atmosferische observaties uit op twee 30-daagse cruises, het verzamelen van een schat aan gegevens die minstens twee jaar in beslag zullen nemen om te analyseren. Sommige van de tyfoonwaarnemingen waren de eerste in hun soort.

"Door ten oosten van Luzon de internationale wateren in te gaan, konden we een aantal unieke, eerste waarnemingen waarbij een op schepen gebaseerde polarimetrische radar, ZEE-POL, documenteerde de neerslagpatronen van spiraalvormige en buitenste banden die verband houden met verschillende tyfoons."

Technische problemen ondervinden

Voordat de CSU-onderzoekers gegevens konden verzamelen, echter, ze kregen weer een tegenslag te verwerken. Een van de hoofdmotoren van de R/V Thompson raakte oververhit tijdens het zeilen vanuit de Golf van Bengalen om de PISTON-bemanning op te halen in het zuiden van Taiwan. Het kostte een volle week om alle cilinderkoppen van de motor te vervangen, terwijl het CSU-team de vertraging in havenstad Kaohsiung afwachtte, Taiwan.

"Als technologie in het veld wordt gebruikt in stressvolle omstandigheden, dingen breken af ​​en toe, wat moeilijk te waarderen is voor een modelbouwer zoals ik, die meestal de hele dag voor zijn computerscherm zit, " zei professor Eric Maloney, die de ontwikkeling van het wetenschappelijke plan voor PISTON leidde. "Het is goed voor mensen met een bureaustoel zoals ik om het veld in te gaan en dit af en toe te waarderen."

Eenmaal onderweg, onderzoekers volgden grote regenbanden en hun interacties met de dagelijkse regencyclus, tyfoons en atmosferische golven, met behulp van een verscheidenheid aan tools en geavanceerde regionale modellen, inclusief het RAMS-model dat is ontwikkeld en onderhouden door de onderzoeksgroep van professor Sue van den Heever bij CSU. Maloney en wetenschapper Emily Riley Dellaripa leidden een belangrijke modelleringscomponent, en universitair hoofddocent Michael Bell en zijn groep leidden prognoses, het verstrekken van dagelijkse prognosesamenvattingen aan onderzoekers op de R/V Thompson. Van den Heever en haar groep waren betrokken bij de numerieke modelleringsactiviteiten van PISTON, en professor in elektrische en computertechniek V. Chandrasekar leidde het SEA-POL-engineeringteam (Jim George, Francesc Junyent en Alex Morin) om ervoor te zorgen dat SEA-POL in topconditie was voor de rigoureuze inzet. Meer dan 20 andere afgestudeerde studenten en onderzoekers van de Maloney, Klok, Rutledge en van den Heever onderzoeksgroepen droegen bij aan veldwaarnemingen, voorspelling, gegevensverwerking en modellering.

De activiteiten op het gebied van modellering en gegevensanalyse zullen de komende jaren worden voortgezet, inclusief analyse en vergelijking van modelresultaten met waarnemingen in het veld. En PISTON-wetenschappers krijgen misschien de kans om de onderzoeksdoelen die ze oorspronkelijk hadden voorgesteld, opnieuw te bekijken. Er is een mogelijkheid dat de Filippijnen een reis naar de Zuid-Chinese Zee zullen goedkeuren, de oorspronkelijke bestemming van het project, volgende zomer. Achteloos, de wetenschappers zijn bereid om zich aan te passen en te improviseren waar nodig, omdat, zoals Rutledge opmerkt, dat is een essentieel onderdeel van het werk.

"Bij veldwerk draait het allemaal om het on-the-fly aanpassen."