NASA jordbundsdata slutter sig til luftvåbnet

At sidde fast på en mudret vej er et besvær for enhver, men for den amerikanske hær kunne det være langt mere alvorligt – et spørgsmål om liv og død i nogle dele af verden. Det er en af ​​grundene til, at U.S. Air Force HQ 557th Weather Wing nu bruger data om jordfugtighed fra en NASA-satellit i vejrudsigterne, advarsler og råd, som den udsteder til hæren og luftvåbnet.

NASA's Soil Moisture Active Passive (SMAP) rumfartøj, lanceret i 2015 og administreret af NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien, måler mængden af ​​vand i de øverste to tommer (5 centimeter) af jorden. SMAP-data i næsten realtid begyndte at strømme ind i luftvåbnets computere den 19. november for at blive brugt i modelleringsmiljøet drevet af NASA's Land Information System (LIS). Denne implementering vil være det første tilfælde af assimilering af SMAP-data i en operationel, nær-realtidsmiljø i verden.

Udover at diktere hvor mudret eller tør jordoverfladen er, Jordfugtighed er også en vigtig vejrskaber:Den fordamper til vanddamp, stiger og kondenserer til skyer. "Prognosemodellens output vil være anderledes afhængigt af, om jorden er tør eller fugtig, " sagde Frank Ruggiero, ledende ingeniør for USAF's Numerical Weather Modeling-program, drevet af Hanscom Air Force Base i Lexington, Massachusetts. "Nogle gange kan disse forskelle markant påvirke den overordnede prognose."

I 2005, luftvåbnets 557. vejrfløj ved Offutt Air Force Base nær Omaha, Nebraska, søgte at erstatte sit eksisterende Land Information System. Det år, de samarbejdede med NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, at samarbejde om udviklingen af ​​LIS, en softwareramme, der integrerer satellit- og jordbaserede data ved hjælp af avancerede matematiske teknikker for at forbedre ydeevnen af ​​vejr- og klimacomputermodeller.

"Den oprindelige idé var at bruge NASAs avancerede modelsystem til at flytte nye forskningsresultater og datakilder hurtigere ind i luftvåbnets operationer, " sagde Goddards Sujay Kumar, WHO, med Christa Peters-Lidard, er den tekniske leder for overgangen af ​​LIS til luftvåbnet. "Det kickstartede et 15-årigt forhold til luftvåbnet."

NASA-Air Force LIS-teamet begyndte at undersøge muligheden for at tilføje SMAP-data til Land Information System, selv før satellitten blev opsendt. Luftvåbnets prognoseværktøjer brugte allerede jordfugtighedsdata fra ældre satellitter, sagde Kumar. "Men da vi havde fået SMAP-data og gennemførte flere undersøgelser for at se på kvaliteten af ​​det, vi var glade for at finde ud af, at dets høje informationsindhold sandsynligvis ville forbedre nøjagtigheden af ​​jordfugtighedskarakteriseringen i luftvåbnets systemer, " tilføjede Kumar.

Militære vejrudsigter er forskellige

Hæren og luftvåbnet har specifikke informationsbehov, som civile vejrudsigter ikke adresserer. "Vi har en tendens til at være meget fokuserede på vejrpåvirkninger, og nogle er unikke sammenlignet med virkninger for civile, " sagde Ruggiero. "Du, som en almindelig person, vil måske gerne vide, om det mest er solskin eller mest overskyet, så du ved, om det er en god stranddag. Men skyer påvirker signalet fra meget af den instrumentering, vi bruger, så vi har brug for detaljer, 3-D skyafbildning for at vide, hvor meget vores signal vil blive påvirket."

Det betyder ikke, imidlertid, at militæret skal bygge en vejrudsigtsmodel fra bunden. I stedet, det forbedrer en civil vejrmodel – den forenede model, udviklet af Det Forenede Kongeriges Met Office - for at skabe et system, der kan producere de skræddersyede prognoser, som brugerne har brug for.

Flyvevåbnet er partner til Met Office og omkring 10 andre vejrbureauer, der bruger og tilpasser Unified Model. Den har brugt modellen – der anses for at være en af ​​de bedste i verden – som grundlag for sin egen primære prognosemodel siden 2015. Fordi andre amerikanske koalitionspartnere, inklusive U.K., Australien og Sydkorea, også bruge det, luftvåbnet er sikret, at i fælles aktioner, partnerne opererer med de samme grundlæggende vejrforudsætninger.

En bred, og udvidelse, Værdi

Forskere i Met Office ser også på nye muligheder skabt af partnerne og kan vælge at adoptere dem i den forenede model. Jerry Wegiel, en NASA Goddard-støtteforsker udstationeret ved Offutt Air Force Base er NASA Goddards ledende kontaktperson for Unified Model-partnerskabet. "Udviklerne af Unified Model er i færd med at vedtage [NASA's Land Information System] som et resultat af dette samarbejde mellem flere agenturer. Det er i øjeblikket under validering og verifikation, men de går ned ad vejen med at overføre denne evne til deres egne operationelle suiter i fremtiden, " sagde Wegiel. "Luftvåbnet giver værdi tilbage til Unified Model-partnerskabet."

Wegiel påpegede, at LIS har andre brugere udover vejrudsigtere, blandt dem, det amerikanske landbrugsministerium. "USDA var en af ​​de allerførste brugere. En gang om måneden producerer de landbrugsprognoser, der bruges på steder som Chicago Mercantile Exchange, og det påvirker amerikanske politikker for globale landbrugssektorer, når vi forsøger at positionere amerikanske råvarer til at forblive verdensledere på konkurrencescenen." Med brugere inden for en bred vifte af områder, inklusive militære og civile vejrudsigtere over hele verden, SMAPs jordfugtighedsdata i LIS er til gavn for mennesker over hele kloden.