پیش بینی طوفان توسط ناسا به شکلی جدید

وب سایت کلیک: اوایل این ماه ناسا یک مجموعه از ماهواره های کوچک را پرتاب کرد که پیش بینی طوفان ها را متحول می کند و دید جدیدی به شکل گیری و فعالیت طوفان ها به ما می دهد.

این مجموعه که سیستم ماهواره ای ناوبری جهانی گردباد(CYGNSS) نامیده می شود، هشت فضاپیما دارد که هرکدام در اندازه یک چمدان هستند و بر فراز مدارها پرواز کرده و بادهای اقیانوسی را اندازه گیری و نقشه برداری می کنند. به دلیل ارتفاع پرواز آن‌ها، باران های سنگین و امواج طوفان ها مانعی برای آن‌ها محسوب نمی شود و در هنگام تشکیل طوفان، فضاپیما قادر است به هسته طوفان رفته و به گردآوری داده ادامه دهد. کاری که تا کنون هیچ سیستم مبتنی بر فضایی انجام نداده است.

CYGNSS در ۱۵ دسامبر سال ۲۰۱۶ از کیپ کاناورال و با کمک راکت پگاسوس پرتاب شد. راکت در انتهای هواپیمای L-۱۰۱۱ نصب شد. در ارتفاع ۳۹،۰۰۰ فوتی بالای اقیانوس اطلس، هواپیما پگاسوس را رها کرد که پنج ثانیه بعد روشن شده و راه خود به سوی فضا را در پیش گرفت. هشت ماهواره خودشان را با فواصل سی ثانیه ای آزاد کردند. ده دقیقه پس از جداسازی در آرایش خورشیدی خود مستقر شده و به سمت مدار حرکت کردند.

کریستین بونیکسن، مدیر اجرایی برنامه CYGNSS می گوید " CYGNSS یک ابزار برای ایجاد پوشش ۲۴ ساعته ۷ روز هفته از مناطق طوفان خیز مناطق گرمسیری است. این ابزار دانش ما از نحوه رشد طوفان ها را افزایش می دهد، از این رو قادر خواهیم بود بهتر آماده شده و از مردم درم قابل طوفان محافظت کنیم."

باران دید ما را مسدود کرده است

در طی چندین دهه گذشته بهبود مداومی در پیش بینی و ردگیری طوفان داشته ایم و نرخ خطای مرکز ملی طوفان به نصف ۲۰ سال گذشته رسیده است. همین حرف را برای پیش بینی شدت طوفان و میزان قدرت آن نمی توان گفت.

کریس راف محقق سرپرست ماموریت CYGNSS می گوید "اگر به رکورد پیش بینی شدت طوفان نگاهی بیندازید، بهبود کمی در ۲۰ سال گذشته مشاهده خواهید کرد." یکی از دلایل اولیه برای آن این است که ماهواره های امروزی قادر نیستند آنچه در مرکز طوفان رخ می دهد را پیش بینی کند.

هسته طوفان تا کنون غیرقابل نفوذ بوده است زیرا فضاپیماهای موجود نمی توانند در میان باران ببینند. ابزارهای به کار رفته در آن ها سیگنال هایی با طول موج ۸ میلی‌متر ارسال می کنند که تقریبا اندازه یک قطره باران است. زمانی که سیگنال ها با قطرات باران برخورد می کنند، به راحتی پراکنده و جذب می شوند.

علاوه بر آن برای سیستم های فعلی سه روز طول می کشد تا داده را گردآوری کرده و بر اساس سرعت باد یک نقشه تهیه کند. این یک مشکل بزرگ است زیرا اگر شما در حال رهگیری تشدید طوفان های استوایی باشید، چنین طوفان هایی طی یک ساعت تشکیل می‌شوند. دانشمندان تا کنون متکی بر هواپیمای "شکارچی طوفان" بوده اند تا در میان طوفان پرواز کرده و سرعت آن را شناسایی کند.


راه حل CYGNSS

CYGNSS تمام این مشکلات را با استفاده از سیگنال های ماهواره ای GPS حل می کند که طراحی شده اند تا بتوانند در باران های سنگین نفوذ کنند. GPS در طول موج ۱۹ سانتی متری کار می‌کند که از تداخل با قطرات باران جلوگیری می‌کند. زمانی که سیگنال های ماهواره GPS به اقیانوس می خورد، منعکس شده و به فضا بر می‌گردد و توسط رصدخانه CYGNSS دریافت می شود.

فضاپیماهای CYGNSS در یک صفحه مداری انفرادی در اطراف زمین می‌گردند.هر ماهواره یک محموله با نام ابزار نقشه برداری داپلر تاخیری دارد و یک گیرنده GPS که قادر است چهار سیگنال GPS را هم‌زمان دریافت کند. دو آنتن رو پایین برای دریافت سیگنال های انعکاسی GPS و اندازه گیری پراکندگی انتشارات هستند و سرعت باد و فعالیت های آن را اندازه می گیرند. در همین حال یک آنتن رو به بالا مستقیما از ماهواره GPS سیگنال دریافت کرده تا موقعیت مکانی را شناسایی کند. به طور کلی ماهواره ۶۵ پوندی کار چهار شکارچی طوفان را انجام می‌دهد. درمجموع CYGNSS مانند یک اسکادران از ۳۲ هواپیما است که دائما بر فراز مناطق استوایی پرواز کرده هم زمان اندازه گیری می‌کنند.

این سیستم نقشه توزیع بادهای استوایی را هر هفت ساعت به روز رسانی می کند. در یک طوفان استوایی CYGNSS می تواند فورا به سوالات در مورد اندازه و شدت طوفان پاسخ دهد.