science >> Wetenschap >  >> Natuur

De atmosfeer op grote hoogte observeren met behulp van onbemande luchtvaartuigen

Geluidswaarnemingen met behulp van UAV's in de Zuidelijke Oceaan:(a) lancering van een UAV-missie; (b) voorbeeld van een typisch vluchtpatroon van de UAV. De kleuren geven de grondsnelheid van het vliegtuig aan, gegeven in m s-1. Krediet:Qizhen Sun

Ernstige weersomstandigheden, zoals lage luchttemperaturen en harde wind, brengen vaak moeilijkheden met zich mee voor wetenschappelijke expedities op Antarctica. Dus, het monitoren en voorspellen van het weer is van cruciaal belang. Peilingen vormen een belangrijke manier om de atmosfeer op grote hoogte te observeren. Dit soort waarnemingsgegevens helpt bij het analyseren en bestuderen van de atmosferische circulatie en het verbeteren van de nauwkeurigheid van weersvoorspellingen. In recente jaren, onbemande luchtvaartuigen (UAV's) zijn ideale atmosferisch klinkende observatieplatforms geworden. Europese en Amerikaanse landen hebben al geprobeerd om drone-sonderingsactiviteiten uit te voeren boven de Arctische Svalbard-eilanden en de Antarctische Terra Nova-baai.

"UAV's hebben veel voordelen voor Antarctische atmosferische waarnemingen." Zei Dr. Qizhen Sun van het National Marine Environmental Forecasting Center (NMEFC) van China, "Allereerst, UAV's zijn goed mobiel en kunnen indien nodig op elk moment worden gebruikt om specifieke weersystemen te observeren; ten tweede, de enkele observatietijd van een UAV is over het algemeen ongeveer 20 minuten, waardoor het bijzonder gunstig is voor het observeren van snel veranderende weersomstandigheden."

Andere voordelen van een UAV zijn:UAV-waarnemingsgegevens hebben een hoge verticale resolutie met een bemonsteringsinterval van minder dan vijf meter en de horizontale beweging van UAV-sondewaarnemingen is gewoonlijk minder dan 200 meter - veel kleiner dan traditionele radiosondes.

"Als laatste, maar niet de minste, UAV's kunnen meerdere keren worden hergebruikt, het verminderen van de totale kosten." Zei Sun.

Om de waarde van atmosferisch klinkende waarnemingen van UAV's te testen, Dr. Zon, Professor Timo Vihma van het Fins Meteorologisch Instituut en andere meteorologen, evalueerde het vermogen van dergelijke klinkende gegevens om Antarctische weersvoorspellingen te verbeteren. Hun bevindingen zijn gepubliceerd in Vooruitgang in atmosferische wetenschappen .

Ze ontdekten dat UAV-geluidsgegevens de weersvoorspelling op Antarctica tot op zekere hoogte kunnen verbeteren, vooral de voorspelling van temperatuur, windsnelheid, en vochtigheid. Omdat de vlieghoogte van UAV's over het algemeen lager is dan twee kilometer, de verbetering van de nauwkeurigheid van meteorologische voorspellingen is voornamelijk beperkt tot de atmosferische grenslaag.

Op basis van deze experimenten en studies, NMEFC is van plan om meer atmosferische observatie-activiteiten uit te voeren met UAV's op Antarctica, inclusief meteorologische observaties van vliegtuigen boven de Antarctische ijskap en observaties van verticale structuren van katabatische winden over de Rosszee, Antartica.