Где и когда обрушатся грозы на Передовой хребет Колорадо и прилегающие Великие равнины?

Чтобы точнее предсказывать, где и когда весенние грозы проносятся над Передовым хребтом Колорадо и прилегающими Великими равнинами, исследователи на этой неделе запускают крупный полевой проект с использованием высотных самолетов и детальных компьютерных моделей. Месячное исследование может указать путь к значительному улучшению заблаговременности прогнозов погоды в критическом окне от 6 до 24 часов.

Проект MPEX (Mesoscale Predictability Experiment) проходит с 15 мая по 15 июня при финансировании Национального научного фонда США (NSF). В нем участвуют специалисты из Национального центра атмосферных исследований (NCAR), Университета штата Колорадо, Университета Олбани, Университета Пердью, Университета Висконсин-Милуоки и Национальной лаборатории сильных штормов NOAA. Как отмечает Моррис Вайсман из NCAR, ключевая цель — выяснить, где нужно собирать данные, чтобы максимально улучшить краткосрочные прогнозы, что поможет людям лучше подготовиться.

Проект включает ранние утренние полеты самолета NSF/NCAR Gulfstream V для зондирования предгрозовой атмосферы над Колорадо и соседними штатами. Самолет может работать на высоте 40 000 футов до 6 часов, что позволит детально обследовать весь регион. Дополнительно днем будут запускаться метеозонды (радиозонды) для профилирования условий вокруг развивающихся гроз. Ученые надеются, что MPEX поможет заполнить пробел в прогнозах на текущий день между конвективными прогнозами (на 8 дней вперед) и предупреждениями о торнадо и сильных грозах (за 6-8 часов), позволив точнее определять место и время развития штормов за день.

Современные модели могут явно изображать конвекцию с разрешением около полумили, но все еще с трудом предсказывают поведение штормов более чем за 6 часов. Ученые полагают, что это связано с недостатком данных об особенностях на верхних уровнях атмосферы (например, карманах сильного ветра или сухого воздуха), которые, перемещаясь над Великими равнинами, могут спровоцировать или подавить сильные штормы. Эти особенности часто остаются незамеченными спутниками и наземными сетями наблюдений в районе Скалистых гор.

Для сбора данных Gulfstream V будет выполнять вылеты с аэропорта Рокки-Маунтин-Метрополитен в Брумфилде, начиная с 3 утра. Он будет измерять струйные течения, температуры на верхних уровнях и другие параметры, используя микроволновый температурный датчик. В заданных точках самолет также будет сбрасывать парашютные минизонды для сбора детальной информации о температуре, влажности и ветре между уровнем полета и землей. Дополнительно три мобильные установки от Пердью и NSSL будут запускать радиозонды вокруг гроз во второй половине дня.

Каждый день полевых работ (всего около 15) команда MPEX будет создавать ансамбль из до 30 прогнозов с использованием исследовательской версии модели WRF-ARW. Каждый член ансамбля будет использовать слегка различающиеся начальные утренние условия, что позволит учесть неопределенность измерений. Команда также оценит, насколько данные с Gulfstream V улучшают прогнозы в двух других модельных системах, обновляемых ежечасно. Процесс усвоения данных в модели будет осуществляться с помощью тестовой среды NCAR Data Assimilation Research Testbed. Ученые надеются, что результаты MPEX помогут усовершенствовать этот процесс, улучшив прогнозы не только сильных гроз, но и других опасных погодных явлений в окне 6–24 часа.