Voor het eerst in de geschiedenis, Chinese wetenschappers hebben een raketsonde gelanceerd - een raket die is ontworpen om weerwaarnemingen uit te voeren in gebieden buiten het bereik van weerballonnen - van een onbemand half-afzinkbaar voertuig (USSV) dat uitsluitend voor deze taak door China is ontworpen en ontwikkeld.

De resultaten van de eerste proefvaarten op zee die in 2018 zijn uitgevoerd, zijn gepubliceerd in Vooruitgang in atmosferische wetenschappen op 31 januari 2019.

Het verkrijgen van nauwkeurige meteorologische en oceanografische (METOC) gegevens vereist het uitvoeren van op de oceaan gebaseerde meteorologische en oceanografische bemonstering van een uitgebreid marien milieu dat bijna driekwart van het aardoppervlak beslaat. Traditioneel werd dit bereikt door gebruik te maken van observatieplatforms op de oceaan, zoals schepen en boeien, evenals satellieten en vliegtuigen. Echter, omdat deze methoden duur en/of logistiek onpraktisch zijn om in te zetten in een groot en vaak milieuonvriendelijk gebied, de verzamelde gegevens zijn fragmentarisch en daarom onbetrouwbaar voor marien en meteorologisch onderzoek.

Volgens hoofdauteur Hongbin Chen, een professor in atmosferische en mariene wetenschappen aan het Institute of Atmospheric Physics, Chinese Wetenschapsacademie, radiosonde (een op batterijen werkend telemetrie-instrument dat gewoonlijk door een weerballon de atmosfeer in wordt gedragen en die meteorologische metingen registreert en via de radio naar een grondontvanger verzendt) is momenteel de belangrijkste methode die wordt gebruikt om de verticale distributie van meteorologische gegevens in de atmosfeer te verkrijgen, maar het aantal bovengrondse meetstations in de oceaan is beperkt in vergelijking met landlocaties.

Beide dropsonde weerballonnen, die vanuit vliegtuigen worden ingezet en atmosferische gegevens registreren als ze naar de aarde vallen, en driftsonde weerballonnen met meteorologische instrumenten ingesloten in een gondel - die afhankelijk van de druk van de ballon, zijn in staat om van vijf dagen tot een paar weken of zelfs maanden in de stratosfeer te drijven - worden routinematig boven de oceaan gebruikt. Echter, deze kunnen niet voldoen aan de behoeften van onderzoek naar zeeweer (zoals tyfoon en mist), numerieke voorspelling, mariene atmosferische grenslaag (MABL) modellering en productvalidatie van mariene satellieten.

"Gelanceerd vanuit een langdurig onbemand half-afzinkbaar voertuig, met sterke mobiliteit en grote dekking van het zeegebied, raketsonde (meteorologische raketten die in staat zijn om weerinstrumenten tot 8, 000 meter in de atmosfeer) kan worden gebruikt onder zware zeecondities en zal in de toekomst zuiniger en toepasbaar zijn, " zegt Chen.

"Het onbemande half-afzinkbare voertuig is een ideaal platform voor mariene meteorologische milieumonitoring, en de atmosferische profielinformatie die wordt geleverd door raketsonde die vanaf dit platform wordt gelanceerd, kan de nauwkeurigheid van numerieke weersvoorspellingen op zee en in kustgebieden verbeteren, " legt studie co-auteur Dr. Jun Li uit, een onderzoeker aan het Instituut voor Atmosferische Fysica, KAS. "Vergelijkbaar met Argo (de brede wereldwijde reeks van profileringsdrijvers die de temperatuur/het zoutgehalte in de oceaan meten) die profielen levert van thermohaliene stroom, rocketsonde kan profielen van atmosferische temperatuur leveren, vochtigheid, druk- en windwaarnemingen."

In de toekomst zijn de onderzoekers van plan om onbemande half-afzinkbare voertuigen te gebruiken om een ​​netwerk van waarnemingen op zee te bieden dat weersgeluidsgegevens over de oceaan zal uitbreiden, vergelijkbaar met dat van het peilnetwerk op het land, zegt Chen, eraan toevoegend dat ze verwachten dat het onbemande observatienetwerk voor half-afzinkbare voertuigen driedimensionale observaties van de interne structuur van tyfoons/orkanen zal bieden en ons vermogen om veranderingen in het pad of de intensiteit van een tyfoon te voorspellen, zal verbeteren.

"We ontwikkelen momenteel een nieuwe generatie USSV's die verschillende sensoren kunnen dragen die relevant zijn voor de mariene wetenschap, inclusief geleidbaarheid-temperatuur-diepte, akoestische Doppler huidige profiler, en bewegingssensoren voor verticale profielen van de geleidbaarheid, water temperatuur, huidige snelheid, en golfhoogte en -richting, " zegt Chen. "Daarmee, een nieuw onderling verbonden USSV meteorologisch en oceanografisch (METOC) observatienetwerksysteem zal worden ontwikkeld om de efficiëntie van het verzamelen van METOC-waarnemingen te verbeteren en om uitgebreide gegevens te verstrekken op de temporele en ruimtelijke schaal die nodig is om relevante wetenschappelijke vragen te beantwoorden."

Door speciaal uitgeruste USSV's te ontwikkelen die mariene meteorologische gegevens in realtime kunnen registreren over een groot deel van de oceaan dat voorheen grotendeels ongecontroleerd was, de onderzoekers hopen een aantal van de huidige lacunes in meteorologische en oceanografische gegevens te kunnen opvullen, het verstrekken van robuustere gegevens die wetenschappers op hun beurt zullen helpen om weersgebeurtenissen en oceanografische verschijnselen beter te voorspellen en te volgen.