Исследователи Вашингтонского университета отслеживали глобальную молнию от земли больше десятилетия. Молния не только об общественной безопасности – данные об ударе молнии были недавно введены в погодное предсказание, и новое подводное исследование показывает способы применить их в штормовых прогнозах.
«Когда Вы видите много молнии, Вы знаете, где конвекция или управляемое теплом восходящее движение, является самой сильной, и это – то, где шторм является самым интенсивным», сказал соавтор Роберт Холзуорт, подводный преподаватель Земли и космических исследований. «Почти вся молния происходит в облаках, у которых есть лед, и где есть сильный восходящий поток».Недавняя работа, изданная в Журнале американского Метеорологического Общества Атмосферной и Океанской Технологии, представляет новый способ преобразовать удары молнии в информацию, важную для погоды. Американская Национальная метеорологическая служба начала использовать молнию в своих самых сложных прогнозах. Этот метод, однако, более общий и мог использоваться в большом разнообразии прогнозирования систем, где угодно в мире.
Авторы проверили свой метод на двух случаях: лето 2012 года derecho система грозы, которая пронеслась по США, и торнадо 2013 года, который унес жизни нескольких человек на Среднем Западе. «Используя данные о молнии, чтобы изменить воздушную влажность был достаточно, чтобы существенно улучшить краткосрочный прогноз для сильного дождя, ветра и штормового события», сказал первый автор Кен Диксон, бывший подводный аспирант, который теперь работает на Weather Company. Его простой метод мог бы также улучшить прогнозы среднего диапазона, в течение больше, чем нескольких дней, в частях мира, у которых есть минимальные наблюдения уровня земли.Исследование использовало данные из ОСНОВАННОЙ НА UW Сети Местоположения Молнии WorldWide, у которой есть глобальный отчет ударов молнии, возвращающихся к 2004. Директор Холзуорт – плазменный физик, который интересуется тем, что происходит на внешних краях атмосферы.
Но сеть также продает свои данные рекламе и правительственным учреждениям, и работает с учеными из UW и в другом месте.Несколько лет назад Holzworth объединил усилия с коллегами в подводном Отделе Атмосферных Наук, чтобы использовать молнию, чтобы улучшить прогнозы для конвективных штормов, больших штормов, которые производят грозы и торнадо.Кроме наземных станций, прогнозы погоды в большой степени зависят от метеорологических спутников для получения информации, чтобы начать или «инициализировать» числовые погодные модели предсказания, которые являются фондом современного погодного предсказания.То, что отсутствует, является точной, информацией в реальном времени о воздушной влажности, температуре и скорости ветра в местах, где нет никаких наземных станций.
«У нас есть меньше умения для гроз, чем для почти любого другого метеорологического явления», сказал соавтор Клифф Масс, подводный преподаватель атмосферных наук. «Эта бумага показывает обещание информации о молнии. Результаты показывают, что у данных о молнии есть потенциал, чтобы улучшить прогнозы с высоким разрешением гроз и конвекции».
Новый метод мог быть полезным в прогнозировании штормов по океану, где никакие наземные инструменты не существуют. Лучшее знание тяжелых молнией тропических океанских штормов могло улучшить прогнозы погоды, далекие от экватора, Масса сказала, так как много систем погоды в мире происходят в тропиках.
Исследование финансировалось НАСА и Национальным управлением океанических и атмосферных исследований. Грег Хаким, подводный преподаватель атмосферных наук, является другим соавтором. Международная Сеть Местоположения Молнии началась в 2003 с 25 мест обнаружения.
Это теперь включает приблизительно 80 сайтов хозяина в университеты или правительственные учреждения во всем мире от Финляндии до Антарктиды.Последние взгляды о том, как молния происходит, состоят в том, что ледяные частицы в облаках распадаются на более легкие и более тяжелые части, и это создает заряженные регионы в облаке. Если сильные восходящие потоки ветра делают то высотное разделение достаточно большим, электрический ток течет, чтобы уравновесить ответственное различие.Вспышка молнии создает электромагнитный пульс, который может поехать четверть путь вокруг планеты в доле секунды.
Каждое место сети молнии принимает 8-к 12-футовой антенне, которая регистрирует частоты в 10-килогерцевой группе и посылает ту информацию в звуковую карту на подключенном к Интернету ноутбуке. Когда по крайней мере пять станций делают запись пульса, компьютеры в UW регистрируют удар молнии, и затем разбивают на треугольники время прибытия на различных станциях, чтобы точно определить местоположение.
Карта сети онлайн показывает удары молнии в течение новых 30 минут в Google Earth. Дополнительный показ показывает прошлые 40 минут молнии в различных частях мира сверху карт облака НАСА, которые обновляются от спутников каждые 30 минут. Программа – самая продолжительная глобальная сеть местоположения молнии в реальном времени, и это управляется научным сообществом как глобальное сотрудничество.Молния уже уносит жизни сотен людей каждый год.
Та угроза может расти – недавнее исследование предположило, что молния станет более частой с изменением климата.«Жюри все еще на любых долгосрочных изменениях, пока у нас нет большего количества данных», сказал Холзуорт. «Но есть неподтвержденная информация, что мы видим удары молнии в местах, где люди не ожидают его, который делает его более смертельным».
19 ноября НАСА, как намечают, запустит новый спутник ДВИЖЕНИЙ-R, который будет первым геостационарным спутником, который будет включать инструмент, чтобы непрерывно наблюдать за импульсами молнии. Holzworth поможет калибровать новый инструмент, который использует яркость, чтобы определить молнию против сетевых данных.
НАСА также финансировало недавнее исследование как одно из возможного применения для наблюдений молнии.«ДВИЖЕНИЯ-R предложат более точные, полные наблюдения молнии по Северной Америке и Южной Америке, которая добавит наши глобальные данные», сказал Холзуорт. «Этот запуск долго ожидался в научном сообществе молнии.
У этого есть потенциал, чтобы улучшить наше понимание молнии, и как опасность и как инструмент прогнозирования».