Спутники помогают заглянуть внутрь ураганов

Миссия по изучению ветров в глубине ураганов, куда не могут заглянуть большинство спутников и куда редко залетают самолеты, демонстрирует признаки успеха, несмотря на неожиданное препятствие, связанное с напряженностью на Ближнем Востоке.

Созвездие из восьми микроспутников собрало данные, которые — если бы они были включены в погодные модели Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA) — могли бы улучшить прогнозы нескольких недавних ураганов, включая "Майкл", шторм 5-й категории, обрушившийся на Флориду в прошлом году. Прогресс был труднодостижимым для ученых проекта NASA стоимостью 157 миллионов долларов — Cyclone Global Navigation Satellite System (CYGNSS).

Флотилия спутников CYGNSS, курсирующая над тропическими океанами, может "видеть" сквозь плотные облака циклонов. Спутники улавливают отраженные от поверхности океана радиосигналы стандартных GPS-передатчиков. На эти отражения влияет рябь на море, которая зависит от скорости ветра. Однако через месяц после запуска в декабре 2016 года команда обнаружила колебания мощности GPS-сигналов. Как выяснилось, военные США, управляющие системой GPS, начали усиливать мощность радиосигнала на 10 спутниках при пролете над регионом, центром которого является северная Сирия. Эти колебания искажали измерения скорости ветра на 5 метров в секунду и более — разницу между ураганом 2-й и 3-й категории.

После двух лет работы команде CYGNSS удалось компенсировать помехи, перепрограммировав спутники в полете. Они научились использовать малые антенны спутников для измерения силы сигнала GPS и корректировки данных о скорости ветра. Даже до этого исправления данные о ветре были достаточно хороши, чтобы улучшить некоторые прогнозы ураганов. Например, при моделировании урагана "Майкл" с данными CYGNSS прогнозируемый ранний путь шторма и его интенсивность оказались ближе к реальности. Данные также улучшили бы прогнозы траекторий ураганов "Харви" и "Ирма".

Кроме того, спутники дают ученым возможность увидеть ветры, лежащие в основе Мадден-Джулианской осцилляции — масштабного скопления штормов, периодически формирующегося в Индийском океане и влияющего на глобальную погоду. Данные CYGNSS свидетельствуют, что устойчивые ветры усиливают испарение с океана под широким поясом дождей, поддерживая эти штормы. После некоторых доработок CYGNSS теперь может наблюдать и за сушей, улавливая признаки влажности почвы, что может помочь в мониторинге рисков наводнений.

Ученые NOAA надеются, что новое исправление для GPS раскроет полный потенциал микроспутников для изучения штормов, возможно, давая новые подсказки о том, почему некоторые ураганы внезапно усиливаются. Хотя NOAA вряд ли начнет использовать данные CYGNSS в своих рутинных прогнозах, успех этой миссии может помочь убедить управление запустить собственную группировку для мониторинга ветра.