Крупнейшая в мире радиолокационная лаборатория

В течение последнего года Климатический исследовательский комплекс по изучению атмосферного излучения (ARM) Министерства энергетики США развернул 18 новых сканирующих радаров на своих исследовательских площадках в Оклахоме, Аляске и в тропической западной части Тихого океана. Эти высокотехнологичные радары предоставляют уникальную 4-мерную информацию, помогающую ученым лучше понять жизненный цикл облаков.

Новые радары предоставляют самые детальные в мире данные о формировании, структуре и эволюции облаков и осадков. Эти детали критически важны для точного моделирования облачных процессов в климатических моделях, особенно для недостаточно изученных регионов, таких как Арктика и тропическая часть Тихого океана.

Как и метеорологические доплеровские радары, используемые для прогнозов погоды, радары для осадков могут измерять размер и форму капель воды и кристаллов льда, а также скорость движения облачной системы. Новые облачные радары излучают импульсы на гораздо более высоких частотах, повышая чувствительность к микроскопическим частицам облаков. В отличие от других систем, они работают непрерывно и автоматически, предоставляя данные во времени — четвертое измерение.

Совместные данные обоих типов радаров дают невероятно детальную информацию о взаимодействии между облаками, аэрозолями и осадками в атмосфере, составляющем жизненный цикл облаков. Эта сложная динамика — одна из причин, по которой климатическим моделям так сложно воспроизводить климат Земли как на региональном, так и на глобальном уровне.

Непрерывные данные для климатических исследований

Для получения целостных данных новые сканирующие радары работают на нескольких частотах: радары для осадков — на 5 и 10 гигагерц, а облачные радары — на 10, 35 и 94 гигагерц. На таких высоких частотах радары могут обнаруживать частицы размером от 10 сантиметров до 10 микрометров.

Различные комбинации этих радаров развернуты на четырех постоянных площадках комплекса ARM в трех основных климатических режимах Земли: арктические высокие широты в Барроу (Аляска); континентальные средние широты в Ламонте (Оклахома); тропические широты в Дарвине (Австралия) и на острове Манус (Папуа — Новая Гвинея). Они также добавлены к двум мобильным лабораториям ARM, которые развертываются по всему миру для полевых кампаний продолжительностью от шести месяцев до года для сбора данных из малоизученных климатических регионов.

Новые радары, приобретенные на инвестиции в размере 30 миллионов долларов по Закону о восстановлении и реинвестировании США 2009 года, дополняют новые 35-гигагерцовые облачные радары вертикального профилирования и почти два десятка других инструментальных систем на каждой площадке, получающих непрерывные данные для поддержки исследований систем Земли.