Введение
Лаборатория по исследованию погоды
Программа запуска ракет-носителей ВВС США
Национальная лаборатория по изучению сильных штормов (NSSL) является лабораторией по исследованию погоды Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) в составе Управления океанических и атмосферных исследований. Она входит в число семи исследовательских лабораторий NOAA (RL). NSSL изучает метеорологические радиолокаторы, торнадо, внезапные наводнения, молнии, шквалистые ветры, град и зимние явления в Нормане, штат Оклахома, используя различные методы и инструменты в своей Испытательной лаборатории опасных погодных явлений (HWT, Hazardous Weather Testbed). Метеорологи NSSL разработали первый доплеровский радиолокатор для целей метеорологических наблюдений и внесли вклад в разработку NEXRAD (WSR 88D). NSSL сотрудничает с Кооперативным институтом исследований и операций в области сильных и экстремальных погодных явлений (CIWRO) при Университете Оклахомы, что обеспечивает сотрудничество и участие студентов и приглашенных ученых в проведении исследований. В NWC располагается объединение организаций Университета Оклахомы, NOAA и государственных учреждений, работающих совместно.
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.
История
В 1962 году исследовательская группа из Национального проекта изучения сильных штормов (NSSP) Метеорологического бюро Соединенных Штатов переехала из Канзас-Сити, штат Миссури, в Норман, штат Оклахома, где в 1956 году в Аэронавтической лаборатории Корнелла был установлен 3-сантиметровый радар непрерывного излучения для доплеровского наблюдения за погодой образца 1957 года (WSR 57). Этот радар был разработан для обнаружения очень высоких скоростей ветра в торнадо, но не мог определять расстояние до них. В 1963 году в Нормане была создана Лаборатория метеорологических радаров (WRL), а в следующем году инженеры модифицировали радар для передачи импульсов. Импульсный доплеровский радар мог принимать данные между каждым передающим импульсом, что позволило отказаться от двух антенн и решить проблему определения расстояния. В 1964 году оставшаяся часть NSSP переехала в Норман, где она объединилась с WRL и была переименована в Национальную лабораторию изучения сильных штормов (NSSL). Доктор Эдвин Кесслер стал первым директором. Зонды – это модифицированные минивэны, оснащенные комплектом метеорологических приборов, установленных на багажнике на крыше, и сложным комплексом компьютерного и коммуникационного оборудования внутри. Ученые NSSL используют их для проезда сквозь штормы и штормовые условия, чтобы проводить измерения температуры, давления, влажности и ветра.
Двумерный видеодистрометр (2DVD)
2DVD от NSSL делает высокоскоростные видеозаписи объектов, падающих с неба в пределах его поля зрения (например, капель дождя, града или снега), с двух разных углов. Он используется в поляриметрических радиолокационных исследованиях для измерения интенсивности дождя, формы и распределения размеров капель, а также других параметров, полезных для повышения точности алгоритмов идентификации осадков.
Портативное устройство наблюдения (POD)
NSSL располагает небольшими портативными метеорологическими платформами с датчиками для измерения температуры, давления, влажности, скорости и направления ветра, а также прибором, называемым дисдрометром Parsivel (PARticle, SIze, VELocity). Их можно оперативно развертывать в полевых условиях, вблизи и внутри грозовых облаков.
Погодные шары
НССЛ запускает специальные исследовательские метеозондные системы в грозовые облака. Данные, полученные с датчиков, прикрепленных к метеозондам, предоставляют информацию об условиях внутри грозы, куда часто слишком опасно летать исследовательским самолетам.
Зонд измерения размера и скорости частиц (PASIV)
PASIV – это прибор, поднимаемый на воздушном шаре, разработанный для получения изображений частиц воды и льда при запуске в грозовое облако и подъеме сквозь него. Прибор запускается как часть "поезда" из других приборов, соединенных последовательно с шаром. Эти приборы измеряют напряженность и направление электрического поля, а также другие параметры, такие как температура, точка росы, давление и ветер.
Мобильные лаборатории
NSSL управляет двумя передвижными лабораториями (специально построенными компанией, занимающейся переоборудованием машин скорой помощи), под названиями NSSL6 и NSSL7, оснащенными компьютерными и коммуникационными системами, оборудованием для запуска аэрозондов и метеорологическими приборами. Эти передвижные лаборатории могут быть оперативно развернуты для сбора данных или координации полевых работ.
Мобильный допплеровский радар
Исследователи NSSL из Университета Оклахомы построили свой первый мобильный доплеровский метеорологический радар в 1993 году. Современные версии мобильных радаров (например, NOXP от NSSL) могут быть доставлены в непосредственную близость к штормам, позволяя наблюдать детали, которые обычно недоступны для обзора луча более удаленных радаров WSR-88D. NSSL также использовал мобильные радары для изучения торнадо, ураганов, пыльных бурь, зимних бурь, осадков в горах и даже биологических явлений.
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.
Массив картографирования молний Оклахомы (OKLMA)
NSSL устанавливает, эксплуатирует и обслуживает OKLMA. Для отдельной молнии можно отобразить тысячи точек, чтобы определить ее местоположение и развитие структуры. Ученые NSSL надеются получить больше информации о том, как штормы генерируют внутриоблачные и облако-земные разряды, и о том, как каждый тип связан с торнадо и другими опасными погодными явлениями.
about how storms produce intra cloud and cloud to ground flashes and how each type is related to tornadoes and other severe weather.
Спутниковый
Исследователи NSSL разрабатывают продукты, использующие данные спутников GOES для выявления быстрорастущих облаков, которые могут свидетельствовать о формировании грозы. Они также работают над продуктами, оценивающими сдвиг ветра и устойчивость окружающей среды для прогнозирования будущей интенсивности шторма.
ОБОЛЬ
NSSL использует наблюдения, поступающие от населения! Эксперимент NSSL/CIWRO по анализу и верификации опасных явлений (SHAVE), в котором в основном участвуют студенты, собирает сообщения о граде, повреждениях от ветра и внезапных наводнениях с помощью телефонных опросов. Отчёты SHAVE, в сочетании с добровольными сообщениями, собираемыми NWS, формируют уникальную и всестороннюю базу данных о сильных и несильных погодных явлениях и расширяют климатологическую информацию об угрозах сильных штормов в США.
mPING
Еще один способ, которым NSSL использует общественные наблюдения, – это проект «Идентификация метеорологических явлений вблизи земли» (mPING). Волонтеры могут сообщать об осадках, достигающих земли в их местоположении, с помощью мобильных приложений (iOS и Android). Исследователи сравнивают эти сообщения с данными, полученными с помощью радиолокатора с двойной поляризацией, чтобы улучшить алгоритмы определения типов осадков.
Симуляция
Исследователи NSSL разработали компьютерную модель для симуляции грозы, чтобы изучить, как изменения в окружающей среде могут влиять на её поведение. Они также вносят вклад в разработку модели исследования и прогнозирования погоды (WRF), применяемой как в научных исследованиях, так и в оперативной работе NWS.
NSSL WRF
Модель исследования и прогнозирования погоды (WRF) – результат уникального сотрудничества между научными кругами, занимающимися метеорологическими исследованиями, и специалистами по прогнозированию погоды. Её сложность соответствует самым современным научным исследованиям, при этом она достаточно эффективна для оперативного предоставления высокоточных прогнозов для практикующих синоптиков. Ученые NSSL, работая на стыке науки и практики, внесли значительный вклад в разработку WRF и продолжают руководить внедрением и тестированием WRF в оперативных условиях. WRF, разработанная NSSL, ежедневно генерирует экспериментальные прогнозы в реальном времени на период от 1 до 36 часов с разрешением 4 км для осадков, вероятности гроз и других параметров.
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) – это трехмерная облачная модель, используемая для воссоздания гроз с целью их более детального изучения. COMMAS способна обрабатывать данные радаров и молний, полученные в ходе прошлых событий. Исследователи используют COMMAS для изучения микрофизической структуры и эволюции грозы, а также взаимосвязи между микрофизикой и электрическими явлениями в грозе. Они также применяют COMMAS для моделирования различных стадий значимых явлений, таких как начальная торнадоносная фаза суперячейки в Гринсбурге, штат Канзас, которая в 2004 году разрушила большую часть города.
Флэш
Проект "Затопленные территории и моделируемые гидрографы" (FLASH) был запущен в начале 2012 года, во многом благодаря демонстрации и обеспечению доступности в реальном времени высокоразрешенных и точных данных об осадках, полученных в рамках проекта NMQ/Q2. FLASH представляет собой новый подход к прогнозированию паводковых наводнений, использующий данные принуждения NMQ и позволяющий получать прогнозы паводковых наводнений с разрешением 1 км/5 минут посредством прямого, прогностического моделирования. Основная цель проекта FLASH – повышение точности, своевременности и конкретности предупреждений о паводковых наводнениях в США, что способствует спасению жизней и защите инфраструктуры. Команда FLASH состоит из исследователей и студентов, применяющих междисциплинарный и совместный подход для достижения поставленной цели.
Опасные погодные условия
Опасная испытательная площадка NOAA (HWT) совместно управляется NSSL, Центром прогнозирования штормов (SPC) и Офисом прогноза погоды Оклахома-Сити/Норман Национальной метеорологической службы (OUN) на территории Национального метеорологического центра в кампусе Университета Оклахомы. HWT создан для ускорения внедрения перспективных новых метеорологических знаний и технологий в практику прогнозирования и оповещения об опасных мезомасштабных погодных явлениях на всей территории Соединенных Штатов.
Национальная метеорологическая радарная испытательная площадка
Национальная метеорологическая радарная испытательная площадка (NWRT) NOAA – это радар с фазированной антенной решёткой (PAR), который проходит испытания и оценку в Нормане, штат Оклахома. NWRT был создан для демонстрации возможности одновременного отслеживания воздушных судов, профилирования ветра и наблюдения за погодой как многофункциональный радар с фазированной антенной решёткой (MPAR). Передовые возможности NWRT могут привести к улучшению прогнозирования опасных погодных явлений.