Forskere udvikler luftbårne radarer til at måle amerikanske snepakningsegenskaber for vandmodeller

Næste forår, forskere og studerende fra University of Kansas vil deltage i et projekt, der bruger en ny ultrabredbåndsradar, der svæver på et fly over Continental Divide for at måle dybden og tætheden af ​​snepakning.

Fordi sne, der ophobes højt i Rocky Mountains (og andre vandområder som Sierra Nevadas), smelter for at fodre nationens floder, at beregne mængden af ​​opmagasineret vand er bydende nødvendigt for forvaltningen af ​​amerikanske vandressourcer.

"Du er i sidste ende interesseret i, hvor meget vand der er lagret, fordi det hele vil smelte og flyde ned ad bakke, sagde David Braaten, professor i geografi og atmosfærisk videnskab. "Du bekymrer dig ikke kun om snedybden, men sne-vand-ækvivalenten. For at få det, du har brug for både dybde og snetæthed - de to ting, som en ultrabredbåndsradar vil kunne opnå."

Braaten og en kollega fra KU er en del af et stort projekt finansieret af National Oceanic and Atmospheric Administration, eller NOAA, at udvikle fjernmålingsteknologi til at afhjælpe oversvømmelser og tørke.

Den ledende institution er University of Alabama, og projektet ledes af Prasad Gogineni, en tidligere KU-professor. I dette projekt deltager også forskere fra University Corporation for Atmospheric Research. KU modtager støtte på cirka $250, 000 om året, skal administreres gennem Center for Fjernmåling af Indlandsis. Andet KU -personale omfatter Justin Stachnik, adjunkt i geografi og atmosfærisk videnskab, flere kandidatstuderende og flere bachelorstuderende.

"KU's rolle er at hjælpe med teknologiudviklingen ved at give adgang til faciliteter, vi har udviklet gennem årene med CReSIS, såsom det ekkofrie KU-kammer – et testkammer, hvor vi kan tage en radar og tænde den uden at forstyrre telefoner og Wi-Fi, " sagde Braaten. "Vi kan tænde en radar, karakterisere det, og se efter støj og uregelmæssigheder, inden vi går i marken. Til feltarbejdet, vi vil levere udstyr, der vil hjælpe os med at validere radarmålingerne."

Braaten sagde, at KU -teamet vil hjælpe med at generere dataprodukter, bringer erfaring med at arbejde med signalbehandling for at se på geofysiske træk relateret til snepakken. Disse dataprodukter vil blive brugt af NOAA-modeller, såsom den nationale vandmodel, at forudsige afstrømning af snesmeltning samt oversvømmelsespotentiale.

"Konceptet med snedybde blev testet i 2016, " sagde han. "Det fungerede godt over et sted i Colorado, der målte snepakning flere meter tykt. Rutinemæssig opnåelse af snedybdemålinger i kritiske vandområdebassiner på forskellige tidspunkter af året er et centralt mål for projektet. Også, bestemmelse af snetæthed er et centralt projektmål, der vil blive opnået gennem felteksperimenterne. Disse målinger vil give NOAA -modellerne det flydende vandækvivalent i snepakken. "

Ifølge KU-forskeren. radarsystemets første felttest kunne udføres på et propellerplan som en Twin Otter.

Systemet forventes at blive implementeret midt på vinteren og igen i foråret, han sagde, at teste systemet mod forskellige egenskaber ved snepakken.

"Midt om vinteren er et godt tidspunkt at vurdere lagdeling, og tidspunktet for nedbøren og foråret lige i starten af ​​smeltesæsonen er et nøgletidspunkt - men sneforholdene om foråret bliver mere udfordrende for radaren, " sagde Braaten.

Forskerne valgte ultrabredbåndsradaren, fordi den store båndbredde kan trænge dybt ned i sneen og give højopløselige målinger. Den store højdeversion af dette system vil i sidste ende kunne forestille sneforhold over et bredt skår på begge sider af flyvebanen, så tynd som 3 centimeter tyk til så høj som 2 meter.

"Den store båndbredde gør det også muligt at undersøge snekarakteristika, " sagde Braaten. "Det giver også fleksibilitet til at foretage målinger under en bred vifte af sneforhold set gennem vinteren og det tidlige forår, og i forskellige højder. Visse frekvenser er mere effektive med særlige sneforhold, så at have den store båndbredde giver mulighed for at måle alle de snowpack-egenskaber, vi forventer at se."