Første kvantificerbare observation af skysåning

En forsker fra University of Wyoming bidrog til et papir, der demonstrerede, for første gang, direkte observation af skysåning - fra væksten af ​​iskrystallerne gennem de processer, der sker i skyerne til det eventuelle nedfald af iskrystallerne, der bliver til sne - og hvordan påvirkningerne kunne kvantificeres.

Forskningen, døbt SNOWIE (Seeded and Natural Orographic Wintertime Clouds-the Idaho Experiment), fandt sted 7. januar-17. marts, 2017, i og nær Payette-bassinet, beliggende cirka 50 miles nord for Boise, Idaho. Forskningen var i samarbejde med Boise-baserede Idaho Power Co., som giver en god del af sin elektriske kraft gennem vandkraftdæmninger.

"Ingen har nogensinde haft et komplet sæt af observationer af, hvad der virkelig sker, efter du så skyen, " siger Jeff French, en adjunkt i UW's Department of Atmospheric Science. "Der har kun været hypoteser. Der har aldrig været et sæt observationer fra én kampagne, der viser alle de trin, der forekommer i skysåning."

Fransk krediterer moderne teknologi, med henvisning til brugen af ​​jordbaseret radar, radar på UW's King Air-forskningsfly og adskillige gennemløb af bjergkæden nær Boise med at få de detaljerede sky-seeding observationer til at ske. På trods af adskillige eksperimenter, der strækker sig over flere årtier, ingen direkte observation af denne proces eksisterede før SNOWIE, han siger.

French er hovedforfatter af et papir, med titlen "Nedbørsformation fra Orographic Cloud Seeding, ", som vises i udgaven af ​​22. januar af Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) , et af verdens mest prestigefyldte multidisciplinære videnskabelige tidsskrifter, med dækning, der spænder over det biologiske, fysisk og samfundsfag.

Andre bidragydere til papiret var fra University of Colorado-Boulder, University of Illinois i Urbana-Champaign, National Center for Atmospheric Research (NCAR) og Idaho Power Co.

"SNOWIE var et fantastisk samarbejde, og det viser værdien af ​​privat, offentlige og akademiske partnerskaber, " siger NCAR-forsker Sarah Tessendorf, medforfatter til papiret.

Tessendorf bemærker, at SNOWIE voksede ud af forskning, som Idaho Power Co. havde udført med NCAR for at forbedre deres cloud-seeding-program. Dette omfattede udviklingen af ​​computermodelleringstilgange med høj opløsning til at simulere cloud seeding, sætter forskere i stand til bedre at vurdere dens virkninger.

"Denne forskning viser, at moderne værktøjer kan anvendes på langvarige videnskabelige problemer, " siger Nick Anderson, programdirektør i National Science Foundation (NSF)'s Division of Atmospheric and Geospace Sciences, som finansierede undersøgelsen. "Vi har nu direkte observationer, at såning af visse skyer følger den vej, der først blev teoretiseret i midten af ​​det 20. århundrede."

Skyfrø er en proces, hvorved sølviodid frigives til skyerne, enten fra luften eller via jordbaserede generatorer. I tilfældet med SNOWIE-projektet, sølviodidet blev frigivet af et andet fly finansieret gennem Idaho Power Co., mens UW King Air tog målinger for at forstå virkningen af ​​sølviodid, siger French.

I alt, UW King Air foretog 24 forskningsflyvninger eller intense observationsperioder (IOP'er), der varede 4-6 timer hver under SNOWIE. Af disse IOP'er, skysåning fandt sted under 21 af flyvningerne. Under de sidste tre flyvninger, Idaho Power måtte indstille skysåning, fordi der allerede var så meget sne i bjergene, siger French.

Mens en del forskning fandt sted ombord på King Air, meget af det forekom også på jorden. Numerisk modellering af nedbørsmålinger blev udført ved hjælp af supercomputeren, kaldet Cheyenne, på NCAR-Wyoming Supercomputing Center. De numeriske modeller simulerede skyer og snenedbør – skabt i naturlige storme og med skysåning – over Payette-bassinet i Boise. De numeriske modeller giver også forskere mulighed for at studere fremtidige stormbegivenheder, hvor der ikke er opnået målinger i felten.

"Middelvej, det vil hjælpe med de simuleringer, vi kører på Cheyenne, " siger French. "Langsigtet, vi kan besvare spørgsmål med disse data og simuleringer om, hvor effektiv cloud seeding er i orografiske skyer, og hvilke forhold man kan forvente, at skysåning er effektiv."

I hele det vestlige USA og andre halvtørre bjergområder over hele kloden, vandforsyninger tilføres primært gennem smeltning af snepakning. Voksende befolkninger stiller større efterspørgsel efter vand, mens varmere vintre og tidligere forår reducerer vandforsyningen. Vandforvaltere ser skysåning som en potentiel måde at øge vinterens snefald på.

"Ultimativt, vandforvaltere og statslige og føderale agenturer kan træffe beslutningen om, hvorvidt skysåning er en levedygtig mulighed for dem med hensyn til at tilføje yderligere vand til deres forsyninger ud over snepakning i bjergene, " siger French.