Кіріспе
Ауа райын зерттеу зертханасы
АҚШ Әуе күштерінің ұшыру жүйесі бағдарламасы
Ұлттық қатты дауылдар зертханасы (NSSL) – Мұхит және атмосфераны зерттеу кеңсесінің (NOAA) ауа райын зерттеу зертханасы. Бұл NOAA-ның жеті ғылыми-зерттеу зертханасының бірі. NSSL Норман қаласынан (Оклахома штаты) ауа райы радарларын, торнадоларды, су тасқындарын, найзағайларды, күшті желдерді, ақ жаңбырды және қысқы ауа райын зерттейді. Олар HWT, яғни Қауіпті ауа райы сынақ орталығында әртүрлі әдістер мен құралдарды қолданады. NSSL метеорологтары метеорологиялық байқаулар үшін алғашқы доплерлік радарды жасады және NEXRAD (WSR 88D) әзірлеуге үлес қосты. NSSL Оклахома университетінің Ауыр және күшті әсер ететін ауа райын зерттеу және операциялар институтымен (CIWRO) серіктестік құрған, бұл студенттер мен қонақ ғалымдардың зерттеу жұмысына қатысуына және ынтымақтастыққа мүмкіндік береді. NWC Оклахома университетінің, NOAA-ның және штаттық ұйымдардың бірлесіп жұмыс істейтін орталығы болып табылады.
the United States Air Force launch system program
The National Severe Storms Laboratory (NSSL) is a National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) weather research laboratory under the Office of Oceanic and Atmospheric Research. It is one of seven NOAA Research Laboratories (RLs). NSSL studies weather radar, tornadoes, flash floods, lightning, damaging winds, hail, and winter weather out of Norman, Oklahoma, using various techniques and tools in their HWT, or Hazardous Weather Testbed. NSSL meteorologists developed the first doppler radar for the purpose of meteorological observation, and contributed to the development of the NEXRAD (WSR 88D). NSSL has a partnership with the Cooperative Institute for Severe and High Impact Weather Research and Operations (CIWRO) at the University of Oklahoma that enables collaboration and participation by students and visiting scientists in performing research. The NWC houses a combination of University of Oklahoma, NOAA and state organizations that work in collaboration.
Тарих
1962 жылы АҚШ Ауа райы бюросының Ұлттық қатты дауылдар жобасының (NSSP) зерттеу тобы Канзас-Сити қаласынан (Миссури штаты) Норман қаласына (Оклахома штаты) көшіп келді. 1956 жылы осы жерде Корнелл әуе-механикалық зертханасы 3 см үздіксіз толқынды Доплер ауа райы бақылау радары 1957 (WSR 57) орнатқан болатын. Бұл радар торнадодағы өте жоғары жел жылдамдықтарын анықтау үшін жасалған, бірақ торнадоға дейінгі қашықтықты анықтай алмады. 1963 жылы Норман қаласында Ауа райы радарлары зертханасы (WRL) құрылды, ал келесі жылы инженерлер радарды импульстар түрінде беруге бейімдеді. Импульстік Доплер радары әрбір импульс жіберілгеннен кейін деректерді қабылдай алады, екі антеннаның қажеттілігін жойып, қашықтық мәселесін шешеді. 1964 жылы NSSP-нің қалған бөлігі Норманға көшіріліп, WRL-мен біріктіріліп, Ұлттық қатты дауылдар зертханасы (NSSL) деп аталды. Доктор Эдвин Кесслер алғашқы директор атанды. Зондтар – бұл шатырына ауа райы өлшегіш құралдар орнатылған, ал ішінде күрделі компьютерлік және байланыс жабдықтары бар модификацияланған шағын фургондар. NSSL ғалымдары температураны, қысымды, ылғалдылықты және желді өлшеу үшін бұл фургондарды дауылдар мен дауылдық ортадан өткізеді.
Екі өлшемді видео дистрометр (2DVD)
NSSL-дің 2DVD құрылғысы аспаннан түсетін кез келген нысандарды (мысалы, жаңбыр тамшылары, бұршақ немесе қар) өзінің көру аймағы арқылы екі түрлі бұрыштан жоғары жылдамдықты бейне түсірілімдерге алады. Ол полярметрлік радар зерттеулерінде жауын-шашын қарқыны, тамшы пішіні және мөлшерінің таралуын, сондай-ақ жауын-шашынды анықтау алгоритмдерінің дәлдігін арттыруға көмектесетін басқа да параметрлерді өлшеу үшін қолданылады.
Көлiктi бақылау құрылғысы (ККҚ)
NSSL-де температура, қысым, ылғалдылық, желдің жылдамдығы мен бағытын өлшейтін сенсорлары бар кішкентай көшпелі ауа-райы станциялары, сондай-ақ Parsivel (PARticle, SIze, VELocity) дисдрометрі бар. Бұларды дала жағдайында, найзағайлардың ішінде және олардың маңында жылдам орнатуға болады.
Ауа райы шарлары
NSSL күркіреген дауылдарға арналған арнайы зерттеу ауа шарын жібереді. Шарына бекітілген сенсорлық құрылғылардан алынған өлшемдер, зерттеу ұшақтарының ұшуы жиі тым қауіпті болып саналған дауылдың ішіндегі жағдай туралы мәліметтер ұсынады.
Бөлшектердің өлшемі мен жылдамдығы туралы сурет (PASIV)
PASIV – найзағайдың ішіне жіберіліп, одан жоғары көтерілетін су және мұз бөлшектерінің суретін түсіруге арналған, шарда тасымалданатын құрал. Бұл құрал, бір-біріне тізбектеліп, шарға бекітілген басқа құралдардың "тізбегінің" бөлігі ретінде ұшырылады. Осы құралдар электр өрісінің күші мен бағытын, сондай-ақ температура, нүктелік ылғалдылық, қысым және жел сияқты басқа да көрсеткіштерді өлшейді.
Жылжымалы зертханалар
NSSL NSSL6 және NSSL7 деп аталатын екі мобильді зертхананы (жедел жәрдем машиналарын жасаушы компаниямен жасалған) пайдаланады, олар компьютерлік және коммуникациялық жүйелермен, ауа шары ұшыру жабдықтарымен және ауа-райы құралдарымен жабдықталған. Бұл мобильді зертханалар деректерді жинау немесе далалық жұмыстарды үйлестіру үшін жылдам түрде орналастырылуы мүмкін.
Қозғалмалы Допплер радары
1993 жылы Оклахома университетімен бірлесіп, NSSL зерттеушілері алғашқы жылжымалы Допплер ауа райы радары жасады. Қазіргі мобильді радарлардың нұсқалары (мысалы, NSSL-дің NOXP) дауылдарға өте жақын жерге дейін жүргізіліп, алыстағы WSR 88D радарларының сәулесіне көрінбейтін егжей-тегжейлі ақпаратты байқауға мүмкіндік береді. NSSL мобильді радарларды торнадоларды, дауылдарды, шаңды дауылдарды, қысқы дауылдарды, тау жауын-шашындарын және тіпті биологиялық құбылыстарды зерттеу үшін де пайдаланған.
can be driven into positions very close to storms, observing details that are typically out of sight of the beam of more distant WSR 88D radars. NSSL has also used mobile radars to study tornadoes, hurricanes, dust storms, winter storms, mountain rainfall, and even biological phenomena.
Оклахоманың найзағай карталау массиві (OKLMA)
NSSL OKLMA-ны орнатып, пайдаланады және күтіп ұстайды. Жекелеген найзағайдың орналасуын және оның құрылымының қалыптасуын көрсету үшін мыңдаған нүктені картаға түсіруге болады. NSSL ғалымдары дауылдардың бұлт ішіндегі және бұлттан жерге түсетін жарқылдарды қалай тудыратынын, сондай-ақ әрбір түрінің торнадолармен және басқа да ауа райының қауіпті құбылыстарымен қалай байланысты екенін анықтауға үміттенеді.
about how storms produce intra cloud and cloud to ground flashes and how each type is related to tornadoes and other severe weather.
Жерсерік
NSSL зерттеушілері GOES спутниктік деректерін пайдаланып, дауылдың пайда болуына ықпал ететін қарқынды өсіп келе жатқан бұлттарды анықтауға арналған өнімдерді жасап жатыр. Олар сондай-ақ, дауылдың болашақтағы қауіптілігін болжау үшін айналадағы ортадағы желдің жылдамдық өзгерісі мен тұрақтылығын бағалайтын өнімдермен жұмыс істейді.
БОЛЫҢ
NSSL адамдардан түсетін хабарларды да пайдаланады! Көбінесе студенттер басқаратын NSSL/CIWRO-ның "Қатты қауіптерді талдау және растау эксперименті" (SHAVE) телефондық сауалнамалар арқылы шеге, желден келген зиян және кенеттен су көтерілу туралы хабарларды жинақтайды. SHAVE хабарлары, Ұлттық ауа-райы қызметі (NWS) жинаған ерікті хабарлармен біріктірілгенде, қатты және қалыпты емес ауа-райы құбылыстарының бірегей және толық дерекқорын құрады және АҚШ-тағы қатты дауылдар қаупі туралы климаттық ақпаратты жетілдіреді.
mPING
NSSL қоғамдық бақылауларды пайдаланудың тағы бір жолы – Жерге жақын метеорологиялық құбылыстарды анықтау (mPING) жобасы арқылы. Еріктілер мобильді қосымшалар (iOS және Android) арқылы өз орналасқан жерлерінде жерге түсетін жауын-шашын туралы хабар бере алады. Зерттеушілер жауын-шашын туралы алынған хабарларды қос поляризацияланған радар деректерімен салыстырып, жауын-шашынды анықтау алгоритмдерін жақсартады.
Эмоция
NSSL зерттеушілері найзағайдың мінез-құлқына қоршаған ортаның өзгерістері қалай әсер ететінін зерттеу үшін оны модельдеуге мүмкіндік беретін компьютерлік модель құрды. Сонымен қатар, олар зерттеу және Ұлттық Ауа-райы қызметінің (NWS) жұмысында қолданылатын Ауа-райын зерттеу және болжау (WRF) моделін жетілдіруге үлес қосады.
NSSL WRF
Ауа райын зерттеу және болжау (АӨЖ) моделі – метеорологиялық зерттеулер мен болжам жасау салаларындағы қауымдастықтардың ерекше ынтымақтастығының нәтижесі. Оның күрделілігі соңғы жетістіктерге қол жеткізуге мүмкіндік береді, бірақ бұл модель жеделдетілген режимде жұмыс істеуге және алдыңғы шептегі болжамшыларға жоғары сапалы ақпарат ұсынуға қабілетті. Зерттеу және практикалық қолдану арасындағы байланыста жұмыс істейтін NSSL ғалымдары АӨЖ моделін жетілдіруге зор үлес қосып, оны енгізу және сынау саласындағы көшбасшылықты ұстап тұр. NSSL АӨЖ күн сайын 1-ден 36 сағатқа дейінгі тәжірибелік болжамдарды 4 км ажыратымдылықпен жауын-шашын, найзағай қаупі және тағы да басқа ақпараттар бойынша жасап шығарады.
research, yet it operates efficiently enough to produce high resolution guidance for front line forecasters in a timely manner. Working at the interface between research and operations, NSSL scientists have been
major contributors to WRF development efforts and continue to provide leadership in the operational implementation and testing of WRF. The NSSL WRF generates daily, real time 1 to 36 hour experimental forecasts at a 4 km resolution of precipitation, lightning threat, and more.
КОМА
NSSL COllaborative Model for Multiscale Atmospheric Simulation (COMMAS) – бұл 3D бұлт моделі, күшті дауылдарды жақыннан зерттеу үшін қайта жасайды. COMMAS өткен оқиғалардан радар және молния деректерін қабылдай алады. Зерттеушілер COMMAS-ты дауылдың микрофизикалық құрылымын және оның қалыптасуын, сондай-ақ микрофизика мен дауылдың электрлік құбылыстары арасындағы байланысты зерттеу үшін пайдаланады. Олар сонымен қатар COMMAS-ты маңызды оқиғалардың әртүрлі кезеңдерін модельдеу үшін қолданады, мысалы, 2004 жылы қаланы қиратқан Гринсбург, Канзас штатындағы суперклетканың дауылды бастапқы кезеңін.
ФЛАШ
Су тасқынына ұшыраған аймақтар мен симуляцияланған гидрографтар жобасы (FLASH) 2012 жылдың басында, негізінен NMQ/Q2 жобасынан алынған жоғары сапалы және нақты уақыт режиміндегі жауын-шашын туралы деректердің нәтижесінде іске қосылды. FLASH жобасы, NMQ деректерін пайдаланып, тікелей және алға бағытталған симуляция арқылы 1 км/5 минут ажыратымдылығымен күшті су тасқыны болжамын жасау арқылы күшті су тасқынын болжау саласында жаңа тәсілді ұсынады. FLASH жобасының басты мақсаты – АҚШ-та күшті су тасқыны туралы ескертулердің дәлдігін, уақтылылығын және нақтылығын арттыру, соның арқасында адам өмірін сақтап және инфрақұрылымды қорғау. FLASH командасы – мақсатқа жету үшін ғылыми-саралық және бірлескен тәсілді қолданатын зерттеушілер мен студенттерден құралған.
Қауіпті ауа райы сынақ беті
NOAA-ның қауіпті ауа райын сынау орталығы (HWT) NSSL, Штормды болжау орталығы (SPC) және Ұлттық ауа райы қызметінің Оклахома қаласы/Норман ауа райын болжау кеңсесі (OUN) бірлесіп басқарады. Орталық Оклахома университетінің кампусындағы Ұлттық ауа райы орталығында орналасқан. HWT-ның мақсаты – перспективті жаңа метеорологиялық білімдер мен технологияларды АҚШ бойынша қауіпті мезомасштабты ауа райы құбылыстарын болжау және ескерту саласындағы прогреске жылдам енгізуді жеделдету болып табылады.
Ұлттық ауа райы радарларын сынау
NOAA-ның Ұлттық ауа райы радарлары сынақ алаңы (NWRT) – Оклахома штатының Норман қаласында сынақтан өтіп, бағаланып жатқан фазалық массивтік радар (PAR). NWRT көп функциялы фазалық массивтік радар (MPAR) ретінде әуе кемелерін қадағалау, желдің профилін анықтау және ауа райын бақылауды бір мезгілде орындау мүмкіндігін көрсету мақсатында құрылды. NWRT-ның жетілдірілген қабілеттері қауіпті ауа райы туралы жақсырақ ескертулерге алып келуі мүмкін.