Kombination af satellitter, radar giver vej til bedre prognoser

Hvert minut tæller, når det kommer til at forudsige hårdt vejr. Kombination af data fra banebrydende geostationære satellitter og traditionel vejrradar skabte en vej mod tidligere, mere præcise advarsler, ifølge Penn State -forskere, der studerede supercell -tordenvejr i Midtvesten.

"Vi ved, at satellitter har en fordel ved at lave prognoser tidligere, og radar har større tillid til, hvor skyer skal være, og hvor tordenvejr bevæger sig, "sagde Yunji Zhang, assisterende forskningsprofessor i meteorologi og atmosfæriske videnskaber ved Penn State. "Spørgsmålet var, om disse to typer observationer ville supplere hinanden, hvis de kombineres sammen. Vi fandt, for mindst ét ​​hårdt vejr, assimilering af satellit og radar fører samtidigt til de bedste prognoser. "

Data assimilering er en statistisk metode, der bruges til at tegne det mest præcise billede af aktuelle vejrforhold, vigtigt, fordi selv små ændringer i atmosfæren kan føre til store uoverensstemmelser i prognoser over tid.

Forskerne assimilerede satellit- og radardata separat og samtidigt for at se, hvilken kombination der bedst kunne genskabe forhold under et stort stormsystem, der ramte Wyoming og Nebraska i 2017. De bedste resultater kom fra at kombinere infrarøde lysstyrketemperaturobservationer fra satellitter, og radiale vindhastighedsobservationer fra radar, forskerne rapporterede i American Meteorological Society journal Månedlig vejrudsigt .

"Vores resultater tyder på, at hver sensor giver unikke oplysninger om stormen, "sagde David Stensrud, leder af Institut for Meteorologi og Atmosfærisk Videnskab i Penn State. "Selvom disse resultater skal evalueres på tværs af et stort spektrum af tilfælde, de peger på en vej fremad, der kan forlænge leveringstiden for hårde vejrhændelser, og derved give forbedret information til offentligheden, når hårdt vejr rammer. "

Forskerne var tidligere de første til at bruge data fra den nye amerikanske geostationære operationelle miljøsatellit, GOES-16, at forudsige alvorlige tordenvejr gennem all-sky-udstrålingsmetoden.

All-sky-metoden, udviklet af Penn State's Center for Advanced Data Assimilation and Predictability Techniques, kan assimilere data fra alle vejrforhold, herunder overskyet og regnfuld himmel. Forudsigelser baserede sig tidligere på klare himmelobservationer, på grund af udfordringer med at diagnosticere de komplekse fysiske processer inden for skyer, sagde forskerne.

Instrumenter på GOES-16 kan se stormskyer, når de dannes, snesevis af minutter tidligere end traditionel Doppler -radar, som først opdager storme efter regn begynder at falde, sagde forskerne. Satellitter kan også registrere vigtige omgivende miljøforhold, ligesom hvor meget vanddamp der er i luften.

Men satellitter har også begrænsninger. De samme infrarøde sensorer kan kun scanne toppen af ​​skyer og kan gå glip af detaljer om, hvad der sker nedenunder. Dopplerradarobservationer giver 3D-scanninger af stormene, fører til mere præcise oplysninger om stormens struktur og potentielt reducerer falske alarmer, ifølge forskerne.

Forskerne fandt ud af, at de kunne øge advarselstiderne med op til 40 minutter, som understøtter resultaterne af deres tidligere arbejde. Ifølge forskerne, aktuelle advarselstider for tornadoer i gennemsnit cirka 14 minutter.

"Sig, at du har hårdt vejr mod en fodboldkamp eller en stor begivenhed, "Sagde Zhang." Hvis du kan have en længere forventet leveringstid på 20 til 40 minutter, du har mere tid til at evakuere. Jeg tror, ​​at flere menneskeliv kan reddes ved at øge prognosetiderne. "