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美发射最新气象卫星用于跟踪飓风、暴风雪及其他灾害天气

  美国东部时间3月1日17时许(北京时间2日6时许),美国联合发射联盟“宇宙神5”型运载火箭在佛罗里达州卡纳维拉尔角升空,将一颗气象卫星送入太空。

  美国此次发射的这颗地球同步卫星,填补了该国在天气预报领域的一个关键缺口。这颗卫星将使气象学家能够跟踪飓风、暴风雪和其他灾害天气的发展情况。此外,研究人员还可以利用这些数据测量空气温度和湿度,并将其融入到自己的模型中。

  目前,科学家还不能利用地球同步卫星(这些卫星位于地球上空的一个特定位置)和极地轨道卫星(环绕地球两极的卫星)收集大量信息。这是一个长期存在的问题,如今,研究人员开始克服这些技术上的挑战,并在短期和长期预测中都取得了令人鼓舞的成果。据美国宇航局(NASA)介绍,这颗“地球静止环境卫星”(GOES-S)是美国发射的第二颗下一代气象卫星,卫星将进入美国上空的地球静止轨道,完成天气趋势、气象观测、预警和长期预报等任务。

  美国这颗气象卫星进入距地球近3.6万千米的静止轨道约两周后,将被重新命名为GOES-17,约一年后开始运行,监测美国西部气候。NASA说,卫星可每30秒给地球拍照一次,以提供更快、更精确、更详尽的数据,几乎可以实时追踪风暴、雷电、山火、沿海大雾等影响美国西部的灾害。同时,世界各地的天气预报人员都可以使用这颗地球同步卫星监测风暴,而此前他们的模型可能仅包含了有关大气湿度、风速和风向的有限数据。

  2016年11月19日,美国发射了第一颗下一代气象卫星GOES-16,卫星于2017年12月18日开始运行,负责监测美国东部气候。“这是一个巨大的信息宝藏。”Fuqing Zhang说。他是宾夕法尼亚州立大学的一名气象学家。Zhang曾尝试将一些未使用过的卫星数据整合到自己的模型中,并取得了可喜的成果。“我们可以在天气预报方面获得显著的改善,但你确实需要进行专注的研究工作。”

  在《美国气象学会通报》发表的一份研究报告中,Zhang和他的同事指出,将来自GOES-16的高分辨率数据整合到一个实验天气模型中,确实可以增强对飓风“哈维”早期发展和强度的预测。后者在去年8月份袭击了得克萨斯州。

  将这些数据整合到模型中是非常困难的,部分原因在于与极地轨道卫星相比,地球静止卫星提供了较少的大气“垂直切片”测量数据。这意味着,在将这些信息转换成模型可以使用的测量数据时,研究人员拥有更少的信息而不确定性却增加了,比如空气温度和湿度。

  目前从事GOES系列卫星研究的NOAA气象学家Dan Lindsey说:“这可不是小事。”他指出:“你不能只拿着一张卫星图像,然后把它放到模型中去。”威斯康星大学气象卫星合作研究所大气科学家Jason Otkin说,科学在这方面进展缓慢,因为当预测模型每6个小时运行一次时,对持续不断的数据流的需求就会减少。现在,各机构正转向使用可采用大量高分辨率数据的模型进行更频繁的预测。Otkin说:“如果有什么不同的话,这些地球同步传感器的价值只会随着时间的推移而增加。”

  “对于美国而言,目前的教训是卫星和模型是不够的。”Zhang说,“美国投入了这么多资金来发射漂亮的卫星,但是我们并没有投入太多的精力把这些卫星收集的信息放进模型中去。”

  延伸阅读:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2018/3/404348.shtm(吴灿选编)

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