Fremskridt inden for tropisk cyklonobservation kan hjælpe med at reducere og forebygge katastrofer

Tropiske cykloner - kendt som tyfoner i Stillehavet og som orkaner i Atlanterhavet - er voldsomme, komplekse stormsystemer, der hvert år forårsager tab af menneskeliv og milliarder af dollars i skade. I årtier, forskere har undersøgt hver storm, stræber efter at forstå systemet, men alligevel ikke i stand til fuldt ud at måle hver indviklet variabel. Nu, konvergensen af ​​nye observationsværktøjer og lanceringen af ​​en inklusiv database kan belyse de indre virkninger af tropiske cykloner i det vestlige nordlige Stillehav og Sydkinesiske Hav.

Tre artikler blev offentliggjort i det seneste nummer af Fremskridt inden for atmosfærisk videnskab . Et papir, ledet af den kinesiske meteorologiske administration (CMA), fokuserer på en ny tropisk cyklon -database, og de to andre, ledet af The Petrel Meteorological Observation Experiment Project (Petrel Project) fra CMA, og Institute of Atmospheric Physics på henholdsvis det kinesiske videnskabsakademi rapporterer et omfattende havobservationsforsøg baseret på ubemandede køretøjer.

"Forbedringen af ​​tropiske cyklons forudsigelsesnøjagtighed afhænger ikke kun af forståelsen af ​​tropisk cyklons dynamik, men også af nøjagtigheden af ​​tropisk cyklons placering og intensitetsestimater, som er grundlaget for operationel tropisk cyklonforudsigelse og forskning, "sagde Xiaoqin Lu, Shanghai Typhoon Institute, CMA, og nøglelaboratorium for numerisk modellering for tropisk cyklon, CMA. Lu var første forfatter på CMA tropisk cyklon databasepapir.

Med otte separate datasæt, herunder en udarbejdet af CMA med målinger fra 1949, databasen indeholder historiske eller realtidsplaceringer, intensitet, dynamiske og termiske strukturer, vindstyrker, nedbørsmængder, frekvens og mere, ifølge Lu.

"CMA-databasen for tropiske cykloner er den eneste multikilde, multi-timescale, multi-spatial skala omfattende tropisk cyklon database, der dækker det vestlige nordlige Stillehav, "Lu sagde." Denne database kan yde grundlæggende videnskabelig støtte til forskere, forudsigere og offentlige afdelinger, der udfører tropisk cyklonforskning, prognoser og planlægning af katastrofebestemmelse. "

Tropiske cyklondatasæt fra flere kilder blev tidligere samlet som ressourcer til forudsigere og forskere i 2017, og 2019.

"Disse ressourcer har spillet en vigtig rolle i afsløringen af ​​tropiske cyklons klimatiske regler i det vestlige nordlige Stillehav og det sydkinesiske hav, tillader forsker at søge efter påvirkningsfaktorer med fysisk betydning og endelig etablere en operationel forudsigelsesplan, "Lu sagde." Vi håber, at denne database vil blive brugt til anvendelse af nye teknologier, såsom kunstig intelligens, inden for en lang række discipliner. "

Udvikling af teknologi vil snart bidrage til databasen. De første tredimensionelle observationsdata for et tropisk cyklonsystem blev opnået af flere ubemandede køretøjer i et forsøg udført af 12 institutioner under paraplyen i Petrel Project. Et stort ubemandet luftfartøj (UAV) i stor højde udstyret med måleværktøjer fløj over tyfonen Sinlaku, et stormsystem, der begyndte i slutningen af ​​juli 2020 og forsvandt 3. august. et soldrevet marine ubemandet overfladekøretøj (USV) udviklet af Institute of Atmospheric Physics navigerede aktivt selv til stormens øje. Rejsen med USV er detaljeret i et af papirerne. To bøjer tog også observationsdata under stormen.

"Dataene indeholder målinger af 21 oceaniske og meteorologiske parametre erhvervet af de fem enheder, sammen med videooptagelser fra UAV, "sagde Xuefan Zhang fra Meteorological Observation Center, CMA og første forfatter af Petrel Project -papiret. "Dataene viste sig meget nyttige til at bestemme tyfon Sinlakus faktiske placering og intensitet. Eksperimentet viser, at det er muligt at bruge en stor højde, stor UAV for at udfylde hullerne mellem operationelle meteorologiske observationer af havområder og tyfoner nær Kina, og det markerer en milepæl for brugen af ​​sådanne data til analyse af strukturen og virkningen af ​​en tyfon i det sydkinesiske hav. "

Den forbedrede evne til at tage detaljerede, observationsdata i realtid vil hjælpe forskere med at forstå, hvordan tropiske cykloner dannes og udvikler sig, ifølge Zhang.

Zhang planlægger at fortsætte med at foretage omfattende observationer af tropiske cykloner og bruge dataene til at udvikle et operativsystem til bedre at forstå og forudsige storme, og Lu planlægger at udvide og berige databasen med flere kilder med flere feltforsøg og nyt udstyr til at udforske de finere detaljer om tropisk cyklons struktur og drift. Ifølge begge forskere, det endelige mål med deres projekter er at bedre forstå tropiske cykloner for at hjælpe med at afbøde og reducere katastrofer.