ناسا برای پیش بینی بهتر هواشناسی کوتاه مدت تلاش می کند

forcastMichigan.jpg

ناسا برای پیش بینی بهتر هواشناسی کوتاه مدت تلاش می کند.

( خبر علمی ناسا: 18جولای 2008)

مترجم: ابوطالب نکوییان

ویراستار: مینا جعفرپور

5 آذر 1387

(تصویر بالا:  هوای نا آرام  روی شهر دویت در ایالت میشیگان در 14 ژوئن 2008. عکس از دانیل اومالی.)

در پیش بینی هوا، بعضی اوقات ثانیه ها هم اهمیت زیادی پیدا می کنند. اگر یک طوفان بارانی بسیار سنگین و متلاطم به طرف خانه شما در حال حرکت باشد، چند لحظه می تواند یک دنیا ارزش داشته باشد. ویل مک کارتی، دانشجوی فوق لیسانسی است که در مرکز فن آوری و علوم ملی فضایی آمریکا بر روی اطلاعاتی بدست آمده از ماهواره آکوآ(Aqua) برای بهتر کردن پیش بینی های کوتاه مدت هوا شناسی (نوعی پیش بینی که می تواند به شما برای گریز از طوفان کمک کند)، کار می کند.  

مک کارتی  با کمک استاد خود در ناسا، گری جدلووک، اکنون آموخته  است که چگونه پیش بینی هوا برای 48 ساعت آینده را 3 ساعت کاهش دهد. وی می گوید: ” شاید این کار بزرگی به نظر نیاید، اما این را باید از کسانی پرسید که خطر از بیخ گوششان پریده است.”

آن ها این بهبودی در پیش بینی هوا را از طریق اضافه کردن اندازه گیری های “ژرفاسنج مادون قرمز اتمسفری ماهواره آکوآ”

Aqua’s Atmospheric Infrared Sounder (AIRS)

به مدل های هواشناسی، بدست آورده اند. برای اینکه بفهمید که سامانه AIRS چگونه این کار جادویی را انجام می دهد، بیاید ابتدا به روش پیش بینی هوا نگاهی بیاندازیم:

دو بار در روز، در سراسر جهان،  بالون های هواشناسی، دما، باد، فشار هوا و رطوبت را اندازه گیری می کنند. این بالون ها در ارتفاع 7 تا 10 مایلی اتمسفر زمین، جایی که چگونگی وضعیت آب و هوا شکل میگرد، نمونه گیری انجام می دهند. اندازه گیری های بیشتری نیز بوسیله ایستگاه های مشاهده گر، هواپیما و رادارهای هواشناسی انجام می شود. مجموعه این اطلاعات، هر 12 ساعت، تصویری از وضعیت آب و هوا در روی زمین و درهر لحظه از زمان را بدست می دهد.

در مرحله بعد، اندازه گیری ها وارد معادلات مدلهای هواشناسی رایانه ای می شود تا به توصیف واکنش بین متغیرهای بالا و دیگری که روی وضعیت هوا تأثیر میگزارند، بپردازد. یک هواشناس به توجه به نتاج برسی این مدلهای کامپیوتری به پیش بینی هوای محل خود میپردازد. بعضی مواقع، جان بسیاری ممکن است بستگی به این روند ساده داشته باشد.

مک کارتی می گوید: “هر چه ما خروجی این مدلهای کامپیوتری را بهبود بخشیم، هواشناس های بیشتری می توانند به آن اعتماد کنند و از آن به عنوان وسیله ای برای پیش بینی هوا  استفاده نمایند که در نتیجه آن پیش بینی های دقیقتری به مردم عرضه خواهد شد.

 بهبود خروجی AIRS با بهبود ورودی اش انجام میگیرد. AIRS مستقر در فضا پیمای آکوآی ( (Aquaناسا، با مشاهده اتمسفر از طریق تقریبا 2400 کانال طیفی مختلف آکوآ، یک نقشه سه بعدی دقیق ازدمای اتمسفر، بخار آب، ابرها و گازهای گلخانه ای تولید میکند.

مک کارتی می گوید: “AIRS قدرت تفکیک بهتری نسبت به تجهیزات قبلی دارد،  بنابراین می تواند اندازه گیریهایی با جزئیات بیشتر از گرمای تولید شده از سطح زمین و اتمسفر  انجام دهد که این تجزیه و تحلیلها را دقیقتر می کند و پیش بینی هایی که براساس آنها انجام می شود را بهبود می بخشد.” مک کارتی و جدلووک  بیش از هر چیزی در AIRS  به تشعشعات فرو-سرخ علاقه مندند. به عبارت دیگر اندازه گیری انرژی حرارتی آزاد شده از سطح و جو زمین. محققان، این تشعشعات را بررسی میکنند زیرا آنها اندازه گیری شکل کلی دما و بخار آب در اتمسفر را فراهم می سازند

مک کارتی توضیح می دهد که اندازه گیری تشعشعات گرمایی، عموماً، اجازه مشاهده بسیاری از مکانها، به خصوص بر روی اقیانوس ها، که قبلا به طور پراکنده  و به ندرت به وسیله ابزارهای سنتی اندازه گیری می شدند، را میدهد.AIRS  بهترین تصویر از دمای عمودی و ساختار رطوبت که تا به حال از فضا مشاهده شده است را به ما می دهد. شهرت AIRS در افزایش وسعت مساحت اندازه گیری در اتمسفر زمین و همچنین جزئیات این اندازه گیری ها ست. 

forcastInfraRedMap.jpg

(تصویر بالا: یک نمونه از تصویر فرو سرخ هواشناسی AIRS است. این طوفان ناکری است که ماهواره آکوآ در 28 می 2008از روی آن گذشت. [اطلاعات بیشتر])

مک کارتی می گوید که قدم بعدی ” کار کردن بر روی ابرها است.”  ” انرژی فرو-سرخ  به خوبی نمی تواند در ابرها نفوذ کند. زمانی که ابرها در آسمان هستند، وسایل اندازه گیری فقط میتوانند بالای ابرها را ببینند.” اما زمانی که ابرها نزدیک زمین هستند، هنوز میتوان اطلاعاتی خوبی را از هوای بالای آنها بدست آورد زیرا بیشتر  اتمسفر اندازه گیری می شود. چنین اطلاعاتی تاکنون به هدر رفته است. ( به همراه دیگر اطلاعات آلوده شده به ابرها.)

مک کارتی هم اکنون بر روی الگوریتمی کار میکند که بتواند تشخیص دهد کدام کانال های AIRS با ارزشند و کدام واقعأ بدرد نخور. روش او کمک می کند که تشخیص دهیم چه اطلاعاتی خوب و مفید است و بدین ترتیب میزان کل اطلاعات جمع آوری شده را افزایش میدهد که در نتیجه امکان بهتری برای پیش بینی هوا فراهم کند. او به زودی اطلاعاتش را به مدل کامپیوتری پیش بینی هوا میدهد تا بفهمد که نتایج تا چه مقدار بهترند. سه ساعت بهبود در پیشبینی هوا، فقط اولین دست آورد بوده است.

درباره مترجم:

(آقای ابوطالب نکوئیان عضو موسسه علمی شیرین و دانشجوی رشته نرم افزار کامپیوتر میباشند.)

مرجع:  

NASA works to improve short-term weather forecasts

)NASA Science News, July 18, 2008(

آرشیو ترجمه اخبار ناسا (وبلاگ شیرین)

Leave a Reply

You must be logged in to post a comment.