Vast komen te zitten op een modderige weg is voor iedereen een gedoe, maar voor het Amerikaanse leger zou het veel serieuzer kunnen zijn - een kwestie van leven en dood in sommige delen van de wereld. Dat is een van de redenen waarom het 557th Weather Wing van de U.S. Air Force HQ nu gegevens over bodemvocht van een NASA-satelliet gebruikt in de weersvoorspellingen. waarschuwingen en adviezen die het geeft voor het leger en de luchtmacht.

NASA's Soil Moisture Active Passive (SMAP) ruimtevaartuig, gelanceerd in 2015 en beheerd door NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië, meet de hoeveelheid water in de bovenste 5 centimeter grond. Bijna real-time SMAP-gegevens begonnen op 19 november de luchtmachtcomputers binnen te stromen om te worden gebruikt in de modelleringsomgeving die wordt aangedreven door NASA's Land Information System (LIS). Deze implementatie zal het eerste voorbeeld zijn van het assimileren van SMAP-gegevens in een operationele, bijna-realtime omgeving in de wereld.

Naast het dicteren hoe modderig of droog het landoppervlak is, bodemvocht is ook een belangrijke weermaker:het verdampt in waterdamp, stijgt en condenseert tot wolken. "De output van het voorspellingsmodel zal verschillen, afhankelijk van of de grond droog of vochtig is, " zei Frank Ruggiero, de hoofdingenieur voor het Numerical Weather Modeling-programma van de USAF, gerund door Hanscom Air Force Base in Lexington, Massachusetts. "Soms kunnen die verschillen de algehele prognose aanzienlijk beïnvloeden."

In 2005, de 557th Weather Wing van de luchtmacht op Offutt Air Force Base in de buurt van Omaha, Nebraska, was op zoek naar vervanging van het bestaande landinformatiesysteem. Dat jaar, ze werkten samen met NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, meewerken aan de ontwikkeling van het LIS, een softwareraamwerk dat satelliet- en grondgegevens integreert met behulp van geavanceerde wiskundige technieken om de prestaties van weer- en klimaatcomputermodellen te verbeteren.

"Het oorspronkelijke idee was om het ultramoderne modelleringssysteem van NASA te gebruiken om nieuwe onderzoeksresultaten en gegevensbronnen sneller naar luchtmachtoperaties te verplaatsen, " zei Sujay Kumar van Goddard, WHO, met Christa Peters-Lidard, is de technische leiding voor de overgang van de LIS naar de luchtmacht. "Dat was het begin van een 15-jarige relatie met de luchtmacht."

Het NASA-Air Force LIS-team begon de haalbaarheid te onderzoeken van het toevoegen van SMAP-gegevens aan het landinformatiesysteem nog voordat de satelliet werd gelanceerd. De voorspellingstools van de luchtmacht maakten al gebruik van bodemvochtgegevens van oudere satellieten, zei Kumar. "Maar toen we eenmaal SMAP-gegevens hadden en verschillende onderzoeken hadden uitgevoerd om naar de kwaliteit ervan te kijken, we waren verheugd te constateren dat het hoge informatiegehalte ervan waarschijnlijk de nauwkeurigheid van de bodemvochtkarakterisering in de luchtmachtsystemen zou verbeteren, " voegde Kumar toe.

Militaire weersvoorspellingen zijn anders

Het leger en de luchtmacht hebben specifieke informatiebehoeften waar civiele weersvoorspellingen niet op ingaan. "We zijn meestal erg gefocust op weersinvloeden, en sommige zijn uniek in vergelijking met de gevolgen voor burgers, ' zei Ruggiero. 'Jij, als een gewoon persoon, wil misschien weten of het overwegend zonnig of overwegend bewolkt is, zodat je weet of het een goede stranddag is. Maar wolken beïnvloeden het signaal van veel van de instrumenten die we gebruiken, dus we hebben gedetailleerde, 3D-wolkweergave om te weten hoeveel ons signaal zal worden beïnvloed."

Dat betekent niet, echter, dat het leger helemaal opnieuw een weersvoorspellingsmodel moet bouwen. In plaats daarvan, het verbetert een civiel weermodel - het Unified Model, ontwikkeld door het Met Office in het Verenigd Koninkrijk – om een ​​systeem te creëren dat de op maat gemaakte prognoses kan produceren die zijn gebruikers nodig hebben.

De luchtmacht is een partner van het Met Office en ongeveer 10 andere weerbureaus die het Unified Model gebruiken en aanpassen. Het gebruikt het model - dat als een van de beste ter wereld wordt beschouwd - als basis voor zijn eigen primaire voorspellingsmodel sinds 2015. Omdat andere Amerikaanse coalitiepartners, inclusief het VK, Australië en Zuid-Korea, gebruik het ook, de luchtmacht er zeker van is dat in gezamenlijke acties, de partners werken met dezelfde basisaannames voor het weer.

Een brede, en verbreding, Waarde

Wetenschappers in het Met Office kijken ook naar nieuwe mogelijkheden die door de partners zijn gecreëerd en kunnen ervoor kiezen deze in het Unified Model op te nemen. Jerry Wegiel, een NASA Goddard-ondersteunende wetenschapper gestationeerd op Offutt Air Force Base is de leidende contactpersoon van NASA Goddard voor het Unified Model-partnerschap. "De ontwikkelaars van het Unified Model zijn bezig met het adopteren van [NASA's Land Information System] als resultaat van deze samenwerking tussen meerdere instanties. Het wordt momenteel gevalideerd en geverifieerd, maar ze gaan op weg om deze capaciteit in de toekomst over te brengen naar hun eigen operationele suites, "Zei Wegiel. "De luchtmacht levert waarde terug aan het Unified Model-partnerschap."

Wegiel wees erop dat het LIS andere gebruikers heeft dan weersvoorspellers, onder hen, het Amerikaanse ministerie van landbouw. "De USDA was een van de allereerste adoptanten. Eens per maand maken ze landbouwprognoses die worden gebruikt in plaatsen zoals de Chicago Mercantile Exchange, en dat beïnvloedt het Amerikaanse beleid ten aanzien van de wereldwijde landbouwsectoren, terwijl we proberen Amerikaanse grondstoffen te positioneren om wereldleiders te blijven op het competitieve podium." Met gebruikers in een breed scala aan velden, inclusief militaire en civiele weersvoorspellers wereldwijd, Mensen over de hele wereld profiteren van de bodemvochtgegevens van SMAP in het LIS.