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无缆海洋滑翔机和无人机正在彻底改变飓风预报,中国机械网,okmao.com
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无缆海洋滑翔机和无人机正在彻底改变飓风预报
2022年06月05日    阅读量:388    新闻来源:中国机械网 okmao.com  |  投稿

NOAA气候预测中心(国家气象局的一个部门)的预报员预测今年飓风活动将超过平均水平,同行评议杂志《海洋学》上发表的一篇论文表明,机器人海洋观测平台可以改善飓风和热带风暴的强度预测,应作为海洋基础设施的一个重要组成部分予以支持,以保护沿海居民的生命,减轻风暴对经济的影响。

今天正式开始的大西洋飓风季预计将带来14-21场命名风暴,包括3-6场风速为111英里/小时或更高的主要飓风。

在美国,自1980年以来,飓风已造成超过1万亿美元的损失,虽然推动疏散命令和指导风暴前海岸准备工作的登陆预测一直在稳步改善,但风暴强度预测却滞后。风暴强度受许多因素的影响,包括大气环流、内部风暴动力学和海气相互作用以及边界流鈥攆比如墨西哥湾的环流鈥攁nd均匀海底地形

虽然一些现有的海洋观测工具提供了对数值风暴建模有用的数据,但它们的响应能力不足以填补所有的数据空白,特别是在海气界面鈥攚在这里,海洋和大气交换热量和能量鈥攁nd上层海洋动力学,这对预测风暴强度至关重要。2018至2021期间,水下滑翔机在飓风季节部署了280多次,在大西洋、加勒比海、墨西哥湾和美国东海岸外的海上停留了13000天,以测试它们是否有助于填补数据空白。

水下滑翔机是一种自主式水下机器人,可以在远程位置和深度收集海洋数据,并可以远程编程和驾驶,以执行特定任务。

这些滑翔机配备有与卫星通信的设备,使其能够实时或接近实时地将海洋数据传输给建模者和预报员。2021,无人驾驶帆船鈥攚沿海洋表面行驶以收集数据的ind和太阳能车辆鈥攚ere也被雇佣。它们还通过卫星实时或接近实时地通信。

这两种类型的机器人都可以在危险的条件下操作和收集数据,在这种情况下,派遣船员的船只将危及人类的生命。而且,鉴于其快速传输数据的能力,信息可用于近实时的风暴预测鈥攅即使风暴正在逼近沿海人口。

例如,在2021季节,美国国家海洋和大气管理局(NOAA)支持首次部署和运行五架极端天气无人机,这些无人机战略性地位于热带大西洋西部、加勒比和东海岸。他们连续测量近地表大气和海洋的特性,并将一分钟的平均数据实时传输到数据中心,以便同化到预测模型中并用于其他公共用途。

在这篇题为“无缆海洋滑翔机和无人机支持飓风预测和研究”的论文中,来自十多个政府、非政府和学术机构的作者参与了2021飓风季节部署这些平台,详细介绍了滑翔机如何改进强度预测,并进一步,增加近距离航行的无人机如何进一步改善强度预测。

“2021大西洋飓风季节的主要目标之一是同时从位于同一地点的平台上获得飓风中上层海洋和海气耦合的测量结果,”该研究的主要作者、罗格斯大学海洋观测领导中心助理研究教授特拉维斯·N·迈尔斯博士说。“这些数据可以帮助我们了解飓风期间上层海洋特征和上覆大气是如何共同演变的。对于像Ida这样的风暴来说,这一点尤其重要,因为在登陆之前,这种风暴在动态的沿海海洋上迅速加剧。将这些数据直接同化到模型中,并根据研究结果开发新的模型,将导致改进的建模系统和ultima更好的强度预测。"

该研究还呼吁未来部署时结合同步测量,以继续改进飓风建模和预测。

墨西哥湾海岸海洋观测组织(GCOOS)的研究合著者兼高级顾问芭芭拉·柯克帕特里克(BarbaraKirkpatrick)博士说:“在海洋观测界,我们知道,我们用来帮助预测风暴强度和移动的工具和技术挽救了生命,我们的预测随着时间的推移有了很大的改进。”,它托管并共享来自滑翔机和其他仪器的海洋观测数据。“我们还知道,拥有更多的海洋观测资产只会使所有沿海社区的情况更加安全鈥攊在墨西哥湾和更远的地方。在GCOOS,我们继续倡导为支持这些工具提供资金。"

GCOOS开发了一种工具(绰号为甘道夫),用于跟踪和绘制目前部署在墨西哥湾的滑翔机。用户可以看到海湾目前有多少架滑翔机,它们的位置和访问滑翔机收集的数据。根据研究需要,收集的数据包括水温、盐度、溶解氧和其他参数。

GCOOS还创建了GCOOS飓风仪表盘,这是一个提供所需信息的工具,用于监测热带系统的强度和移动,以及如何准备风暴是否会向你的家进发。用户可以访问热带系统的当前位置、强度和移动、最新预测、当地紧急联系人以及风暴准备指南。

标签:行业资讯机械应用设备与仪器工业机器人配件与装备系统及软件
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