Incredible Technology: Severe Stormen Voorspellen

{h1}

Stormvoorspelling is een complexe wetenschap geworden, een combinatie van informatie uit geavanceerde waarnemingen en computermodellen.

Opmerking van de uitgever: In deze wekelijkse serie onderzoekt WordsSideKick.com hoe technologie wetenschappelijke verkenning en ontdekking stimuleert.

Voorspellen hoe sterk een storm, orkaan, tornado of onweersbui zal zijn, is deels wetenschap en deels kunst - en het zou niet mogelijk zijn zonder geavanceerde technologie voor het meten en voorspellen.

Om deze voorspellingen te maken, combineren meteorologen observaties van atmosferische sensoren, weerballonnen, radar, satellieten en vliegtuigbewaking met complexe computermodellen om te voorspellen wanneer een storm zal ontstaan, waar deze zal toeslaan en hoe ernstig deze zal zijn.

Het voorspellen van een storm lijkt veel op het beoefenen van medicijnen, zei meteoroloog Greg Carbin bij het National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) Storm Prediction Center (SPC) in Norman, Okla.

"Je gaat naar de dokter, je vertelt de dokter je symptomen en de arts stelt een diagnose voordat hij een prognose maakt," vertelde Carbin aan WordsSideKick.com. "We moeten de huidige staat van de atmosfeer zo goed mogelijk diagnosticeren voordat we kunnen proberen te voorspellen." [Hurricanes from Above: See's Nature's Biggest Storms]

Onweersbuien, hagel en tornado's

De SPC houdt zich voornamelijk bezig met het voorspellen van onweersbuien en tornado's in de continentale Verenigde Staten. De kern van zijn werk is klimatologie, de studie van klimaten en hoe deze veranderen. Een basisbegrip van hoe het weer werkt, is afhankelijk van het historische record, zei Carbin.

"We hebben een goed begrip van de tijd van het jaar wanneer delen van het land het grootste risico lopen," zei Carbin. In het midden en het zuiden van de Verenigde Staten vindt het grootste stormrisico in de lente en de vroege zomer plaats. Op dat moment, warme lucht vochtige overgebleven van de winter cyclonen ontmoet winden uit de jet-stroom, het creëren van hoge winden, tornado's en gevaarlijke hagel, zei Carbin.

Hier een radarkaart met de onweersbuien en tornado's die op vrijdag (31 mei) 's nachts het metrogebied van Oklahoma City raken.

Hier een radarkaart met de onweersbuien en tornado's die op vrijdag (31 mei) 's nachts het metrogebied van Oklahoma City raken.

Krediet: National Weather Service, Norman

Met deze kennis in de hand kunnen voorspellers in deze tijd van het jaar aandacht schenken aan stormsystemen. Stormvoorspelling begint met het meten van de huidige weersomstandigheden, zoals luchttemperatuur, luchtdruk en windsnelheid. Elke luchthaven in het land verzamelt deze informatie elke vijf minuten, zei Carbin.

Meteorologen combineren deze metingen met informatie van weerballonnen die worden gelanceerd om omstandigheden te meten op verschillende hoogtes in de atmosfeer en geostationaire satellieten die vocht in de atmosfeer detecteren en de locaties van wolken blootleggen.

Alle weer- en satellietgegevens worden ingevoerd in numerieke simulaties die worden uitgevoerd op supercomputers, die de cijfers crunchen en een model van het gedrag van de atmosfeer uitspuwen. Wetenschappers vergelijken die uitvoer met weerobservaties en als het een goede match is, gebruiken ze het model om een ​​prognose te maken.

Zodra een storm aan het broeien is, beginnen wetenschappers het te volgen met behulp van radar. Radar energie wordt afgestraald van de neerslag binnen de wolken, en de sterkte van het gereflecteerde signaal onthult de dichtheid van vocht, sneeuw, hagel of stof in het stormsysteem. De frequentie van het signaal vertelt wetenschappers of de storm naar de radarbron beweegt of er vanaf.

Als de storm draait, kan dit een tornado veroorzaken. Omdat tornado's relatief kleine, gelokaliseerde functies zijn, kunnen meteorologen ze niet meer dan een paar uur van tevoren voorspellen.

Orkanen en stormvloedkering

Orkanen daarentegen zijn veel grotere, langzamer bewegende weersystemen die zich boven water vormen, dus voorspellers hebben meer doorlooptijd om te voorspellen wanneer ze land kunnen raken.

NOAA's National Hurricane Centre (NHC) in Miami gebruikt verschillende instrumenten om orkanen te voorspellen. Enkele van de belangrijkste zijn de geostationaire operationele milieusatellieten (GOES), die toezicht houden op de oostelijke en westelijke delen van de Verenigde Staten en de aangrenzende regio's van de Atlantische en Stille Oceaan. Orkaan-voorspellers gebruiken een methode genaamd de Dvorak-techniek met de satellietbeelden om de intensiteit van een tropisch stormsysteem te schatten. [Infographic: Stormseizoen! Hoe, wanneer en waar orkanen ontstaan]

Als een zich ontwikkelende orkaan eenmaal binnen het bereik van een kust komt, zendt NOAA een orkaanjager-vliegtuig binnen. Het vliegtuig vliegt recht in de storm om zijn parameters te meten. "Denk aan een orkaanjager als een 'MRI' voor de storm, 'zei NHC-woordvoerder en meteoroloog Dennis Feltgen. In de storm werpt het vliegtuig een instrument uit dat een dropsonde wordt genoemd, dat naar beneden parachute en informatie doorgeeft over luchttemperatuur, vochtigheid en windsnelheid en -richting; het instrument degradeert later in de oceaan.

 Het oog van Hurricane Earl was duidelijk zichtbaar tijdens een NASA-orkaanjachtvlucht door de storm in 2010.

Het oog van Hurricane Earl was duidelijk zichtbaar tijdens een NASA-orkaanjachtvlucht door de storm in 2010.

Credit: NASA / Jane Peterson

De gegevens verzameld door de orkaanjager gaan naar computermodellen die worden uitgevoerd op computers zoals die worden gebruikt door de meteorologen van SPC.

"We gebruiken een aantal computermodellen, geen enkele is perfect," vertelde Feltgen WordsSideKick.com. Voorspellers integreren de modelgegevens met satellietgegevens, vliegtuiggegevens en hun eigen ervaring. "Een meteoroloog is altijd op zoek naar zoveel mogelijk gegevens als hij of zij kan krijgen," zei Feltgen.

Voorspelling van stormschade

Voorspellers gebruiken de gegevens om orkanen te categoriseren op de Saffir-Simpson Hurricane Wind Scale, een 1 tot 5 rating van aanhoudende windsnelheid.De schaal schat potentiële materiële schade, van 1 ("Zeer gevaarlijke wind zal enige schade veroorzaken") tot 5 ("Catastrofale schade zal optreden").

De rode lijn toont de omvang van de stormvloedkering die William Fritz en zijn collega's met hun model hebben geproduceerd. In het zwart is de feitelijke omvang van de orkaan Sandy op Eiland Island. Het huis in roze shows waar Alan Benimoff puin verzamelde, om de golf van Sandy in kaart te brengen.

De rode lijn toont de omvang van de stormvloedkering die William Fritz en zijn collega's met hun model hebben geproduceerd. In het zwart is de feitelijke omvang van de orkaan Sandy op Eiland Island. Het huis in roze shows waar Alan Benimoff puin verzamelde, om de golf van Sandy in kaart te brengen.

Dankbetuiging: William Fritz en Alan Benimoff

Maar de grootste bedreiging voor het leven en eigendom van orkanen is vaak een stormvloedkering - een stijging van het zeewater als gevolg van een storm - waar de Saffir-Simpson-classificatie geen rekening mee houdt. Orkaanevacuatiezones zijn niet gebaseerd op wind, maar op water, hoewel er geen schaal is voor stormvloed, zei Feltgen. [Storm Surge Video: Deadliest Part of Hurricane]

Echter, de NHC heeft een stormvloedkering en begint in 2015 met een stormvloedkings- en waarschuwingssysteem, los van het orkaanwacht- en waarschuwingssysteem.

In juni 2012, vijf maanden voordat de orkaan Sandy het noordoosten trof, modelleerden wetenschappers hoe stormvloed het eiland van Staten, N.Y., zou beïnvloeden. Het model kwam overeen met de feitelijke stormvloed van Sandy.

"Computerprognoses hebben een lange weg afgelegd," zei Feltgen. Maar uiteindelijk zijn het de managers van noodsituaties die deze informatie gebruiken om beslissingen te nemen over hoe ze zich moeten voorbereiden op een storm, zei hij.

Volgen Tanya Lewis op tjilpen en Google+. Volg ons @wordssidekick, Facebook & Google+. Oorspronkelijk artikel op WordsSideKick.com.


Video Supplement: What will future jobs look like? | Andrew McAfee.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com