Die NASA setzt auf das Gold der Schneevorhersage

Eine Luftaufnahme von Pyeongchangs Alpensia Resort während der Olympischen Winterspiele 2018

Während sich die Athleten der Olympischen Winterspiele in Pyeongchang mit dem Skifahren und Snowboarden im Schnee beschäftigen, konzentrieren sich die Forscher der NASA auf den Schnee.

In Zusammenarbeit mit 19 anderen Agenturen aus 11 Ländern und unter Leitung der Korean Meteorological Administration misst die NASA den Schnee während der Olympischen und Paralympischen Spiele in Korea, um die Schneesturm-Vorhersagemodelle zu verbessern. Das Projekt nennt sich International Collaborative Experiments for Pyeongchang 2018 Olympische und Paralympische Winterspiele oder ICE-POP.

"Wir interessieren uns für Südkorea, weil wir die Physik des Schnees in Berggebieten besser verstehen können, um die Genauigkeit unserer Beobachtungen und Modelle zu verbessern," Walt Petersen, wissenschaftlicher Physiker am Marshall Space Flight Center der NASA, in einer Erklärung der NASA.

Vorhersage des nächsten Schneetages

Die NASA verwendet zusammen mit anderen US-amerikanischen Forschern der Colorado State University, des Nationalen Zentrums für Atmosphärenforschung und der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) eine Reihe von bodengestützten Instrumenten, Satelliten und Wettermodellen, um Berichte über den aktuellen Schnee zu erstellen Bedingungen und testen neue, experimentelle Modelle für Prognosen. Diese Informationen werden dann an olympische Funktionäre weitergeleitet, um sie bei der Vorbereitung auf Wetteränderungen zu unterstützen.

Was Südkorea herausfordernd, aber auch spannend für die Forscher macht, ist das abwechslungsreiche Terrain. Strände und Berge sind für Menschen leicht zu befahren, und das gilt auch für Schneestürme. Die Luftströmung kann sich aufgrund dieser geografischen Verschiebungen schnell ändern und zu starken Schneestürmen in Pyeongchang führen. Die Wissenschaftler tun also alles, um den Schnee zu beobachten, der sich durch das Gebiet bewegt.

Das zweifrequente, doppelt polarisierte Doppler-Radarsystem (D3R) an einem klaren Tag

Die Erfassungen erfolgen an 16 verschiedenen Orten in der Nähe von olympischen Austragungsorten mit einer Kombination aus boden- und weltraumgestützten Methoden. Am Boden verwendet die NASA Schneebildkameras, die Hochgeschwindigkeitskameras und Software verwenden, um jede Schneeflocke abzubilden, wenn sie in ihren Sichtbereich fällt. Diese Imager sind nützlich, um die Schneeflocken zu zählen und festzustellen, wie viel Wasser in diesem Moment fällt. Dabei hilft das doppelt frequente, doppelt polarisierte Doppler-Radarsystem (D3R). Diese große Maschine misst die Menge und Art des fallenden Schnees und registriert, ob es sich um Schneeregen oder flauschigen Schnee handelt.

Bodenbeobachtungen sind jedoch nur deshalb hilfreich, weil es schwierig ist, Ausrüstung in bergiges Gelände zu bringen. Dann kommen weltraumbasierte Tools ins Spiel. Die NASA wird Schneestürme mit dem Global Precipitation Measurement (GPM) Core Observatory verfolgen. Dieser Satellit wurde entwickelt, um Niederschlagsraten zu schätzen und fallenden Schnee aus dem All zu erkennen. Der Satellit ist zwar gut für Großbildbeobachtungen geeignet, hat jedoch Probleme beim Messen von Größe, Form und Wassergehalt von Schnee, die variieren.

Prognose verbessern

Die Forscher gehen davon aus, dass beide Ansätze ein genaues Bild des Schnees in der Region liefern und ihnen helfen werden, besser vorherzusagen, wann sich der nächste Schneesturm bildet, wie er sich bewegen wird und sogar welche Art von Schnee fallen wird. Dies wird nicht nur olympischen Funktionären helfen, zu wissen, was sie zu erwarten haben, sondern auch die Prognosemodelle der NASA verbessern.

Zu diesem Zweck verwenden die NASA-Teams in Pyeongchang ein Prognosemodell, das vom SPoRT (Short-Term Prediction Research and Transition Center) der NASA entwickelt wurde. SPoRT, das die kurzfristigen Wettervorhersagen in einer Region verbessern möchte, hat das Modell für verschiedene Aufgaben konzipiert. Zuerst kann das Modell bestimmen, woraus eine Wolke besteht, und dann spezifische Details darüber bereitstellen, ob es Regen oder Schnee produziert. Zweitens verwendet das Modell Daten von drei verschiedenen Satelliten – den Terra- und Aqua-Satelliten der NASA und dem Suomi-National Polar Orbiting Partnership-Satelliten der NASA / NOAA / Verteidigungsministerium – zur Bestimmung der Meeresoberflächentemperaturen. Anhand dieser Informationen erfahren die Forscher, wie viel Energie zur Verfügung steht und wie viel Feuchtigkeit verdunsten und zu Schnee werden kann.

"Dieses Modell enthält eine komplexe Darstellung von Wolken in atmosphärischen Modellen, um den Inhalt von Regen, Eis und Schnee in Wolken besser zu charakterisieren. Es enthält auch eines der höchstauflösenden Meeresoberflächentemperaturprodukte, die in Echtzeit verfügbar sind," Brad Zavodsky, der Projektmanager für SPoRT, sagte in der NASA-Erklärung. "Wir sind gespannt, wie gut dieses hochauflösende Modell abschneiden wird."

Die koreanische Wetterbehörde erhält viermal täglich Prognosen von SPoRT und vergleicht das SPoRT-Modell mit den anderen ICE-POP-Modellen, bevor sie diese an olympische Funktionäre weitergibt.

"Wenn Sie diese Modelle zusammen von den verschiedenen Agenturen ausführen, können Sie sehen, wie sich ein Modell im Vergleich zu einem anderen verhält. Sie lernen viel über Ihre Fähigkeit, in einem Prognosemodell Vorhersagen zu treffen und diese zu verbessern," Sagte Zavodsky.

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