BİR Körfez Akıntısında IV – Pasifik Üzerinde – Bu ay Kaliforniya’yı vuran kış fırtınaları, genellikle Pasifik’in üzerindeki nemli havanın binlerce mil batısından kaynaklanır.
Bu, bir grup bilim insanına ve mühendise, biri karaya çıkmadan birkaç gün önce uydu ölçümlerini incelemek, bilgisayar modellerini çalıştırmak ve ekipleri ve ekipmanı planlamak için zaman verdi ve bunların hepsi, bu fırtınaların iç işleyişini anlamak için benzersiz bir tam temas girişimiyle sonuçlandı: sensörleri gökten onlara bırakıyor.
Bu hafta, bir Gulfstream IV jetindeki bir mühendis, kilometrelerce aşağıda büyük bir fırtına çalkalanırken Alaska’ya doğru hızla ilerliyor, hızlı bir geri sayım yaptı: “Sonda 5, 4, 3, 2’de çıktı…”
Uçağın karnındaki bir kapak patlayarak açıldı. İçinde model roket büyüklüğünde aletler bulunan bir tüp olan sonda, soğuk havaya çekildi ve fırtınanın içini inceleyip bulgularını dünyayla paylaşacağı bulutlara doğru alçalmaya başladı.
Atmosferik akışlar, Kaliforniya genelinde haftalarca süren sellere, elektrik kesintilerine ve tahliyelere neden olarak en az 18 kişinin ölümüne neden oldu. Ancak, her fırtınadan önce gelen hava durumu tahminleri olmasaydı, yıkım neredeyse kesinlikle daha büyük olurdu. Kurtarma ekipleri, baraj operatörleri ve çiftçiler artık bu fırtınaların nereye gittiği, ne kadar hızlı geldikleri ve oraya vardıklarında ne kadar yağmur ve kar getirebilecekleri hakkında hızla güncellenen bilgi yığınlarına sahipler.
Ancak, bu tahminleri bir araya getirmek, yine de eyleme yaklaşmaya başlar. West Coast’un atmosferik nehirleri, ilk günlerini Pasifik’in uçsuz bucaksız, boş alanlarında geçirir. Kara fırtınalarında mümkün olduğu gibi, hiçbir meteoroloji istasyonu ağı yaklaşmaları hakkında ayrıntılı bilgi toplamaz. Bulutlar uydu ölçümlerini engelleyebilir ve yüzen şamandıralar çoğunlukla deniz yüzeyine yakın koşulları ölçer.
Atmospheric River Reconnaissance veya AR Recon adlı bir program bu veri boşluğunu doldurmaya çalışıyor. San Diego’daki California Üniversitesi’ndeki Scripps Oşinografi Enstitüsü’nün bir parçası olan Batı Hava ve Su Ekstremleri Merkezi’nden bilim adamları tarafından yönetiliyor.
AR Recon kısmen araştırma girişimidir, ancak 2019’dan beri Hava Kuvvetleri ve Ulusal Okyanus ve Atmosfer İdaresi’nin desteğiyle federal hükümetin kış meteorolojik operasyonlarının da bir parçasıdır. Bu kış AR Recon, son yıllarda Pasifik Kıyısı’nda yıkıcı sellere neden olan sezon öncesi fırtınalardan daha fazlasını örneklemek için Kasım ayında her zamankinden daha erken uçuş görevlerine başladı.
Kaliforniya’da yağmur ve sel
California haftalardır bir dizi şiddetli fırtına tarafından vuruldu ve eyalet genelinde aşırı sellere ve hasara neden oldu.
Bu uçakların topladığı veriler, hava tahmini ve bunların arkasındaki bilgisayar modellerindeki bir dizi ilerlemenin parçasıdır.
AR Recon’da uçuş direktörü olarak görev yapan bir NOAA uçuş meteoroloğu olan Richard Henning, yaklaşık 30 yıldır ajans ve Hava Kuvvetleri ile araştırma görevlerinde bulundu. O zamanki hava durumu modellerinin geleceği ne kadar iyi tahmin ettiğini açıklamak için bir benzetme kullandı: Onlara bir meşe palamudunun bir gün nasıl görüneceğini sorarsanız, cevaplarının esasen “çok daha büyük bir meşe palamudu” olacağını söyledi.
Bugün sana bir meşe ağacı göstereceklerdi. “Modellerin karmaşıklığındaki fark tam anlamıyla bu.”
Bununla birlikte, insanlı uçuşa güvenmek, bu yüksek teknolojili çalışmanın düşük teknolojili sorunlarla karşılaşabileceği anlamına gelir. Aralık ayında, Gulfstream-IV’ün bir yakıt göstergesini tamir etmesi için St. Louis’e gönderilmesi gerekti ve AR Recon, geçen ayın sonlarında atmosferik bir akış Kaliforniya’yı vurmadan önceki hafta içinde birkaç uçuşu iptal etmeye zorladı.
Bir sonraki Yeni Yıl Arifesi fırtınası Kuzey Kaliforniya’da ılımlı olacak. Ancak bölgenin bir kısmında oyalanarak yağmur kovalarını boşalttı. Selde en az üç kişi hayatını kaybetti. San Francisco neredeyse rekorunu kırıyordu bir günlük yağış için.
Kaliforniya iklimbilimci Michael Anderson’a göre, tahminlerin yanlış olmasının bir nedeni, AR Recon’un bir hafta önce uçmamış olması olabilir. Program, planlı bir ara tatildeydi.
Bilim adamlarının, atmosferik akışların 11. saatte güçlenmesine neden olabilecek özellikleri hâlâ daha iyi anlamaya çalıştıklarını söyleyen Dr. Anderson “Bunları tahmin etmede ve ayrıntıları havza ölçeğine indirmede daha iyi olmak istiyoruz.”
AR Recon’a liderlik etmeye yardımcı olan bir Scripps bilim adamı olan F. Martin Ralph, programın bu kış erken başlamasına rağmen, tatil sezonu verilerinin toplanması sırasında devam edecek personel, fon ve uçak müsaitliğinden yoksun olduğunu kabul etti. “Şimdi, ne yazık ki, yağmur mevsimini tamamen kapatmayı gerçekten hedeflememiz gerektiği dersini alıyoruz.”
Her AR Recon uçuşu, bilim adamlarının ve yetkililerin bir saldırı planı tasarlamak için San Diego’da sanal ortamda ve bir konferans odasında buluşmasıyla başlar. Çarşambaydı. Başka bir nem seli Kaliforniya’ya doğru aktı. Geniş bir.
Emrinde sadece üç uçak varken – NOAA G-IV ve iki Hava Kuvvetleri C-130 – görev planlayıcıları stratejik olmalıdır. Bir atmosferik akışın içinden gelen ek verilerin tahminleri iyileştirmede en yararlı olabileceği yeri belirlemek için analiz yaparlar, ardından bu noktalara ekonomik olarak ulaşmak için uçuş yollarını çizerler.
Scripps’te bir bilim adamı ve AR Recon’un misyon direktörü Anna M. Wilson geçen hafta, her fırtınadan önce yapılan tahminlerde, “çok küçük hataların büyüyerek bir yağış tahminini gerçekten yanlış hale getirme potansiyeli var” dedi.
Ertesi sabah erkenden NOAA’dan küçük bir ekip, artı bir muhabir, bir fotoğrafçı ve Scripps’ten başka bir bilim adamı G-IV ile Honolulu’dan ayrıldı.
Görev: Geri dönmeden önce yaklaşık 1.500 mil boyunca Alaska’daki Aleutian Adaları’na doğru neredeyse düz kuzeye uçun. Bu, uçağın doğuya doğru ilerlerken atmosferik akışın nem yüklü çekirdeğinin iki ayrı bölümünü geçmesine izin verecektir. Ve 41.000 fit ila 45.000 fit yükseklikte uçmak, uçağın hem fırtınanın kendisini hem de güçlü rüzgarları sistemin rotasını belirleyen jet akımını prova etmesine olanak tanır. Toplam uçuş süresi: yaklaşık sekiz saat.
Takma adı “Gonzo” olan NOAA G-IV, kapalı alanlarda uzun saatler geçiren ekiplerin ihtiyaçlarına bazı tavizler vermekle birlikte, öncelikle bilim için donatılmıştır. Su ve kahve için sürahiler ve bir buz kutusu vardır. Uçakta getirilen yiyecekleri yeniden ısıtmak için bir mikrodalga fırın olmasına rağmen, atıştırmalıklar sunulmaz. Kuyruğa sıkıştırılmış, bir uçağın tuvaletinin daha da dar bir versiyonudur.
Ağır direksiyon rafları, ustaca bir verimlilikle kabinin her yerine yerleştirildi. Kıç tarafına monte edilmiş bir Doppler radarı, nemin aşağı doğru ne kadar hızlı hareket ettiğini tahmin ediyor. Bir GPS alıcısı, uçağın yan taraflarındaki buhar konsantrasyonunu tahmin etmek için havada kaç uydu sinyalinin kırıldığını görür.
Sonra NOAA’ya her biri yaklaşık 800 dolara mal olan sondalar var. Mürettebat Perşembe günkü uçuş sırasında bunlardan 30’dan fazlasını düşürdü ve geniş bir atmosfer akışını örneklemek için dağıttı.
Veriler, dünyadaki hava durumu tahminlerini besleyen küresel bir depoya iletilir. Ancak ilk görenler, ekranları rüzgar hızı ve yönü, sıcaklık ve nemi gösteren renkli süslemelerle dans eden gemideki meteorologlar oluyor — denize doğru 15 dakikalık inanılmaz derecede kaotik dalışı sırasında her sondanın yaşadığının kanıtı.
Sondalardan gelen bilgiler, atmosferik akışları daha doğru tahmin etmedeki değerini kanıtlamaya başladı. Bilim adamları, verileri içeren ve içermeyen bir tahmin oluşturmak için aynı bilgisayar modelini kullandılar ve ardından her ikisini de bir fırtınanın gerçek dünyadaki etkisiyle karşılaştırdılar. Bazı durumlarda, tahminlerde yüzde 25’e varan iyileştirmeler gördüler.
AR Recon’a liderlik etmeye yardımcı olan NOAA’nın Çevresel Modelleme Merkezi’nde kıdemli bir bilim adamı olan Vijay S. Tallapragada, “Bu çok çirkin” dedi. “Yağış tahmini iyileştirmelerinin geçmişine bakarsanız, son 20 yılda durgunlaştılar.”
G-IV’ün yüksek seyir irtifasında, berrak mavi gökyüzü, bulutların altındaki görünmez kargaşayla tuhaf bir tezat oluşturuyordu. Scripps bilim adamı Luca Delle Monache, yapay zekanın bir gün tahminleri nasıl daha da iyileştirebileceğini açıkladı. Yapay zeka teknikleri, bir modelin geçmişte yaptığı hatalara ilişkin verileri inceleyerek geleceğe yönelik tahminlerini iyileştirebilir.
Yıllar önce Doç. Delle Monache, geleceğe bakmak için matematiği kullanma fikrini sevdiği için bu alana geldi. Matematik daha karmaşık hale geliyor, ancak amaç aynı kalıyor.
“Size yarın ne olacağını söylemenin büyüsü – bu beni her zaman büyülemiştir” dedi.
Bu, bir grup bilim insanına ve mühendise, biri karaya çıkmadan birkaç gün önce uydu ölçümlerini incelemek, bilgisayar modellerini çalıştırmak ve ekipleri ve ekipmanı planlamak için zaman verdi ve bunların hepsi, bu fırtınaların iç işleyişini anlamak için benzersiz bir tam temas girişimiyle sonuçlandı: sensörleri gökten onlara bırakıyor.
Bu hafta, bir Gulfstream IV jetindeki bir mühendis, kilometrelerce aşağıda büyük bir fırtına çalkalanırken Alaska’ya doğru hızla ilerliyor, hızlı bir geri sayım yaptı: “Sonda 5, 4, 3, 2’de çıktı…”
Uçağın karnındaki bir kapak patlayarak açıldı. İçinde model roket büyüklüğünde aletler bulunan bir tüp olan sonda, soğuk havaya çekildi ve fırtınanın içini inceleyip bulgularını dünyayla paylaşacağı bulutlara doğru alçalmaya başladı.
Atmosferik akışlar, Kaliforniya genelinde haftalarca süren sellere, elektrik kesintilerine ve tahliyelere neden olarak en az 18 kişinin ölümüne neden oldu. Ancak, her fırtınadan önce gelen hava durumu tahminleri olmasaydı, yıkım neredeyse kesinlikle daha büyük olurdu. Kurtarma ekipleri, baraj operatörleri ve çiftçiler artık bu fırtınaların nereye gittiği, ne kadar hızlı geldikleri ve oraya vardıklarında ne kadar yağmur ve kar getirebilecekleri hakkında hızla güncellenen bilgi yığınlarına sahipler.
Ancak, bu tahminleri bir araya getirmek, yine de eyleme yaklaşmaya başlar. West Coast’un atmosferik nehirleri, ilk günlerini Pasifik’in uçsuz bucaksız, boş alanlarında geçirir. Kara fırtınalarında mümkün olduğu gibi, hiçbir meteoroloji istasyonu ağı yaklaşmaları hakkında ayrıntılı bilgi toplamaz. Bulutlar uydu ölçümlerini engelleyebilir ve yüzen şamandıralar çoğunlukla deniz yüzeyine yakın koşulları ölçer.
Atmospheric River Reconnaissance veya AR Recon adlı bir program bu veri boşluğunu doldurmaya çalışıyor. San Diego’daki California Üniversitesi’ndeki Scripps Oşinografi Enstitüsü’nün bir parçası olan Batı Hava ve Su Ekstremleri Merkezi’nden bilim adamları tarafından yönetiliyor.
AR Recon kısmen araştırma girişimidir, ancak 2019’dan beri Hava Kuvvetleri ve Ulusal Okyanus ve Atmosfer İdaresi’nin desteğiyle federal hükümetin kış meteorolojik operasyonlarının da bir parçasıdır. Bu kış AR Recon, son yıllarda Pasifik Kıyısı’nda yıkıcı sellere neden olan sezon öncesi fırtınalardan daha fazlasını örneklemek için Kasım ayında her zamankinden daha erken uçuş görevlerine başladı.
Kaliforniya’da yağmur ve sel
California haftalardır bir dizi şiddetli fırtına tarafından vuruldu ve eyalet genelinde aşırı sellere ve hasara neden oldu.
Bu uçakların topladığı veriler, hava tahmini ve bunların arkasındaki bilgisayar modellerindeki bir dizi ilerlemenin parçasıdır.
AR Recon’da uçuş direktörü olarak görev yapan bir NOAA uçuş meteoroloğu olan Richard Henning, yaklaşık 30 yıldır ajans ve Hava Kuvvetleri ile araştırma görevlerinde bulundu. O zamanki hava durumu modellerinin geleceği ne kadar iyi tahmin ettiğini açıklamak için bir benzetme kullandı: Onlara bir meşe palamudunun bir gün nasıl görüneceğini sorarsanız, cevaplarının esasen “çok daha büyük bir meşe palamudu” olacağını söyledi.
Bugün sana bir meşe ağacı göstereceklerdi. “Modellerin karmaşıklığındaki fark tam anlamıyla bu.”
Bununla birlikte, insanlı uçuşa güvenmek, bu yüksek teknolojili çalışmanın düşük teknolojili sorunlarla karşılaşabileceği anlamına gelir. Aralık ayında, Gulfstream-IV’ün bir yakıt göstergesini tamir etmesi için St. Louis’e gönderilmesi gerekti ve AR Recon, geçen ayın sonlarında atmosferik bir akış Kaliforniya’yı vurmadan önceki hafta içinde birkaç uçuşu iptal etmeye zorladı.
Bir sonraki Yeni Yıl Arifesi fırtınası Kuzey Kaliforniya’da ılımlı olacak. Ancak bölgenin bir kısmında oyalanarak yağmur kovalarını boşalttı. Selde en az üç kişi hayatını kaybetti. San Francisco neredeyse rekorunu kırıyordu bir günlük yağış için.
Kaliforniya iklimbilimci Michael Anderson’a göre, tahminlerin yanlış olmasının bir nedeni, AR Recon’un bir hafta önce uçmamış olması olabilir. Program, planlı bir ara tatildeydi.
Bilim adamlarının, atmosferik akışların 11. saatte güçlenmesine neden olabilecek özellikleri hâlâ daha iyi anlamaya çalıştıklarını söyleyen Dr. Anderson “Bunları tahmin etmede ve ayrıntıları havza ölçeğine indirmede daha iyi olmak istiyoruz.”
AR Recon’a liderlik etmeye yardımcı olan bir Scripps bilim adamı olan F. Martin Ralph, programın bu kış erken başlamasına rağmen, tatil sezonu verilerinin toplanması sırasında devam edecek personel, fon ve uçak müsaitliğinden yoksun olduğunu kabul etti. “Şimdi, ne yazık ki, yağmur mevsimini tamamen kapatmayı gerçekten hedeflememiz gerektiği dersini alıyoruz.”
Her AR Recon uçuşu, bilim adamlarının ve yetkililerin bir saldırı planı tasarlamak için San Diego’da sanal ortamda ve bir konferans odasında buluşmasıyla başlar. Çarşambaydı. Başka bir nem seli Kaliforniya’ya doğru aktı. Geniş bir.
Emrinde sadece üç uçak varken – NOAA G-IV ve iki Hava Kuvvetleri C-130 – görev planlayıcıları stratejik olmalıdır. Bir atmosferik akışın içinden gelen ek verilerin tahminleri iyileştirmede en yararlı olabileceği yeri belirlemek için analiz yaparlar, ardından bu noktalara ekonomik olarak ulaşmak için uçuş yollarını çizerler.
Scripps’te bir bilim adamı ve AR Recon’un misyon direktörü Anna M. Wilson geçen hafta, her fırtınadan önce yapılan tahminlerde, “çok küçük hataların büyüyerek bir yağış tahminini gerçekten yanlış hale getirme potansiyeli var” dedi.
Ertesi sabah erkenden NOAA’dan küçük bir ekip, artı bir muhabir, bir fotoğrafçı ve Scripps’ten başka bir bilim adamı G-IV ile Honolulu’dan ayrıldı.
Görev: Geri dönmeden önce yaklaşık 1.500 mil boyunca Alaska’daki Aleutian Adaları’na doğru neredeyse düz kuzeye uçun. Bu, uçağın doğuya doğru ilerlerken atmosferik akışın nem yüklü çekirdeğinin iki ayrı bölümünü geçmesine izin verecektir. Ve 41.000 fit ila 45.000 fit yükseklikte uçmak, uçağın hem fırtınanın kendisini hem de güçlü rüzgarları sistemin rotasını belirleyen jet akımını prova etmesine olanak tanır. Toplam uçuş süresi: yaklaşık sekiz saat.
Takma adı “Gonzo” olan NOAA G-IV, kapalı alanlarda uzun saatler geçiren ekiplerin ihtiyaçlarına bazı tavizler vermekle birlikte, öncelikle bilim için donatılmıştır. Su ve kahve için sürahiler ve bir buz kutusu vardır. Uçakta getirilen yiyecekleri yeniden ısıtmak için bir mikrodalga fırın olmasına rağmen, atıştırmalıklar sunulmaz. Kuyruğa sıkıştırılmış, bir uçağın tuvaletinin daha da dar bir versiyonudur.
Ağır direksiyon rafları, ustaca bir verimlilikle kabinin her yerine yerleştirildi. Kıç tarafına monte edilmiş bir Doppler radarı, nemin aşağı doğru ne kadar hızlı hareket ettiğini tahmin ediyor. Bir GPS alıcısı, uçağın yan taraflarındaki buhar konsantrasyonunu tahmin etmek için havada kaç uydu sinyalinin kırıldığını görür.
Sonra NOAA’ya her biri yaklaşık 800 dolara mal olan sondalar var. Mürettebat Perşembe günkü uçuş sırasında bunlardan 30’dan fazlasını düşürdü ve geniş bir atmosfer akışını örneklemek için dağıttı.
Veriler, dünyadaki hava durumu tahminlerini besleyen küresel bir depoya iletilir. Ancak ilk görenler, ekranları rüzgar hızı ve yönü, sıcaklık ve nemi gösteren renkli süslemelerle dans eden gemideki meteorologlar oluyor — denize doğru 15 dakikalık inanılmaz derecede kaotik dalışı sırasında her sondanın yaşadığının kanıtı.
Sondalardan gelen bilgiler, atmosferik akışları daha doğru tahmin etmedeki değerini kanıtlamaya başladı. Bilim adamları, verileri içeren ve içermeyen bir tahmin oluşturmak için aynı bilgisayar modelini kullandılar ve ardından her ikisini de bir fırtınanın gerçek dünyadaki etkisiyle karşılaştırdılar. Bazı durumlarda, tahminlerde yüzde 25’e varan iyileştirmeler gördüler.
AR Recon’a liderlik etmeye yardımcı olan NOAA’nın Çevresel Modelleme Merkezi’nde kıdemli bir bilim adamı olan Vijay S. Tallapragada, “Bu çok çirkin” dedi. “Yağış tahmini iyileştirmelerinin geçmişine bakarsanız, son 20 yılda durgunlaştılar.”
G-IV’ün yüksek seyir irtifasında, berrak mavi gökyüzü, bulutların altındaki görünmez kargaşayla tuhaf bir tezat oluşturuyordu. Scripps bilim adamı Luca Delle Monache, yapay zekanın bir gün tahminleri nasıl daha da iyileştirebileceğini açıkladı. Yapay zeka teknikleri, bir modelin geçmişte yaptığı hatalara ilişkin verileri inceleyerek geleceğe yönelik tahminlerini iyileştirebilir.
Yıllar önce Doç. Delle Monache, geleceğe bakmak için matematiği kullanma fikrini sevdiği için bu alana geldi. Matematik daha karmaşık hale geliyor, ancak amaç aynı kalıyor.
“Size yarın ne olacağını söylemenin büyüsü – bu beni her zaman büyülemiştir” dedi.