Wanneer gigantische witte wolkenwolken de weerkaart bedekken met een winterstormwaarschuwing, één vraag doemt op in de hoofden van mensen op zijn pad:hoeveel sneeuw zal het brengen? Met sneeuw die de toegang tot wegen bedreigt, werk, en school, sneeuwval is een van de meest ingrijpende winterweerfenomeen aan de Amerikaanse oostkust. Het is ook een van de moeilijkste om te voorspellen.

Deze maand stuurt NASA een team van wetenschappers, een groot aantal grondinstrumenten, en twee onderzoeksvliegtuigen om de innerlijke werking van sneeuwstormen te bestuderen. Het onderzoek van microfysische neerslag voor Atlantische kust-bedreigende sneeuwstormen, of EFFECTEN, heeft zijn eerste inzet in een meerjarige veldcampagne van 17 januari tot 1 maart. Het zal de eerste uitgebreide studie zijn van sneeuwstormen aan de oostkust in 30 jaar.

"Sommige plaatsen met een halve meter sneeuw, en andere nabijgelegen plaatsen met één inch - dat is een groot voorspellingsprobleem. We proberen erachter te komen wat er gebeurt en hoe we dat beter kunnen weergeven in onze weermodellen, " zei atmosferische wetenschapper en IMPACTS-hoofdonderzoeker Lynn McMurdie van de Universiteit van Washington in Seattle.

Gebieden die veel sneeuw krijgen, bevinden zich meestal onder smalle gebieden in de wolken die sneeuwbanden worden genoemd en die intense sneeuwval produceren. Andere wolkengebieden sneeuwen niet zo hard. Hoewel onderzoekers weten dat deze sneeuwbanden voorkomen, ze weten niet waarom ze zich vormen of de processen die bepalen hoe ze evolueren gedurende de levensduur van de storm, zei McMurdie.

Om sneeuwbanden te begrijpen, het IMPACTS-wetenschappelijk team zal er doorheen vliegen in NASA's P-3 Orion-onderzoeksvliegtuig, gebaseerd op NASA's Wallops Flight Facility in Virginia. De P-3 is uitgerust met wolkensondes onder de vleugels die de grootte en vorm van sneeuwvlokken meten, evenals de temperatuur, waterdamp, en andere maatregelen van de omgeving waarin ze zich vormen. deze eigenschappen, gezamenlijk microfysica genoemd, bepalen de kleine interacties van waterdruppels en ijskristallen als ze botsen, smelten of bevriezen, en uiteindelijk vallen als regen of sneeuw.

In aanvulling, de P-3 zal tijdens vluchten over de oceaan sensoren laten vallen die dropsondes worden genoemd, die de temperatuur meten, vochtigheid en windsnelheid in de atmosfeer tussen de sneeuwwolk en het water als ze vallen. Ondertussen op het land, mobiele bemanningen zullen weerballonnen opsturen om dezelfde dingen vanaf de grond door de wolken te meten.

Grondinstrumenten en radars gebaseerd op Stony Brook University in New York en op mobiele eenheden op Long Island zullen sneeuwval en de kenmerken ervan meten als het uit de wolken valt, evenals meten hoeveel accumuleert.

Een tweede vliegtuig, NASA's ER-2, op basis van Hunter Army Airfield in Savannah, Georgië, zal vliegen op 65, 000 voet om de sneeuwwolken van bovenaf te meten.

"IMPACTS zal met zes teledetectie-instrumenten op de ER-2 vliegen, waardoor het vliegtuig effectief een mini-satelliet wordt, " zei IMPACTS' plaatsvervangend hoofdonderzoeker Scott Braun bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland.

Radars aan boord van het hoogvliegende vliegtuig meten de verspreiding van regendruppels, sneeuwvlokken, en ijsdeeltjes verticaal in de wolk, maar ook hoe ze bewegen. Een instrument dat de natuurlijke microgolven detecteert die worden afgegeven door vloeistof- en ijsdeeltjes, scant over de breedte van de wolk, het verstrekken van een breder zicht op de sneeuwstorm. Voor dunne wolken, een lidar-instrument, die laserlicht gebruikt om neerslagdeeltjes te detecteren, zal metingen van een grote verscheidenheid aan wolkentypes mogelijk maken.

"Al deze informatie is belangrijk en complementair, "Zei IMPACTS' plaatsvervangend hoofdonderzoeker John Yorks van NASA Goddard. "De gegevens die door de P-3 rechtstreeks in de cloud worden verzameld, zullen ons informeren over hoe we de teledetectiegegevens van de ER-2 interpreteren en ons helpen de structuur en evolutie van de sneeuwbanden."

"Ik hoop veel stormen te proeven, ' zei McMurdie, eraan toevoegend dat ze ook een verscheidenheid aan sneeuwstormen willen vastleggen. "Soms ontstaan ​​deze stormen, maar ze kunnen een beetje warm zijn en aan de oppervlakte regenen, maar de sneeuwprocessen vinden bovengronds plaats. Die gaan we ook proeven."

De variëteit zou het onderzoeksteam verschillende voorbeelden moeten geven om samen te puzzelen hoe sneeuw wordt verdeeld binnen stormen en die nieuwe kennis uiteindelijk te vertalen naar computermodellen die simuleren hoe ze zich gedragen, met als doel de sneeuwvoorspellingen in de toekomst te verbeteren.