Brzina i pravac vetra daju naznake za predviđanje vremenskih obrazaca. U stvari, vetar utiče na formiranje oblaka tako što spaja vodenu paru. Naučnici iz atmosfere sada su pronašli novi način merenja vetra – razvijanjem algoritma koji koristi podatke iz kretanja vodene pare. Ovo bi moglo pomoći u predviđanju ekstremnih događaja kao što su uragani i oluje.
Studija koju su objavili istraživači Univerziteta u Arizoni u časopisu Geophisical Research Letters pruža, po prvi put, podatke o vertikalnoj distribuciji horizontalnih vetrova u tropskim i srednjim geografskim širinama. Istraživači su dobili podatke o kretanju vodene pare koristeći dva operativna satelita Nacionalne uprave za okeane i atmosferu, ili NOAA, savezne agencije za vremensku prognozu.
Vetar spaja sve ostalo u atmosferi, uključujući oblake, aerosole, vodenu paru, padavine i radijaciju, rekao je Ksubin Zeng, koautor studije i direktor saradnje za klimatsku dinamiku i hidrometeorologiju u UArizoni. Ali ostao je pomalo neuhvatljiv.
„Nikada nismo dobro poznavali vetar. Mislim, to je poslednja granica. Zato sam uzbuđen“, rekao je Zeng.
Zahvaljujući naprednijim algoritmima, rekao je Zeng, istraživači su mogli da urade procenu horizontalnih vetrova ne samo na jednoj nadmorskoj visini, već na različitim visinama na istoj lokaciji.
„Ovo nije bilo moguće pre deset godina“, rekao je Zeng.
Merenje vetra se obično vrši na tri različita načina, objasnio je Zeng. Prvi je korišćenje radiosonde, instrumentalnog paketa okačenog ispod balona širokog 6 stopa. Senzori na radiosondi mere brzinu i smer vetra i mere atmosferski pritisak, temperaturu i relativnu vlažnost. Nedostaci balona radiosonde, rekao je Zeng, su troškovi. Svako lansiranje moglo bi da košta oko 400 do 500 dolara, a neki regioni, kao što su Afrika i prašuma Amazona, imaju ograničene radiosonde stanice. Drugo ograničenje je to što radiosonde nisu dostupne preko okeana, rekao je Zeng.
Drugi način za merenje vetra je korišćenje vrha oblaka, što je visina na kojoj se nalazi gornji vidljivi deo oblaka, rekao je Zeng. Praćenjem kretanja vrha oblaka pomoću geostacionarnih satelitskih podataka, stručnjaci za vremensku prognozu prate brzinu i pravac vetra na jednoj visini. Ali Zeng je rekao da vrhovi oblaka postoje većinu vremena ispod 2 milje ili iznad 4,5 milje iznad površine Zemlje, u zavisnosti od toga da li su oblaci niski ili visoki. To znači da informacije o vetru obično nisu dostupne u sredini, između 2 i 4,5 milje.
Lidar, što je skraćenica za detekciju svetlosti i domet, je metoda koja precizno meri kretanje vetra na različitim nadmorskim visinama i pruža veoma dobre podatke, rekao je Zeng. Ali sa lidarom, merenja se mogu dobiti samo u jednoj vertikalnoj „zavesi“, sa merenim vetrom tipično u pravcu istok-zapad, dodao je on.
Danas, rekao je Zeng, da bi proučavali teme kao što su kvalitet vazduha i disperzija vulkanskog pepela, na koje direktno utiče vetar, stručnjaci koriste modele vremenske prognoze da unose merenja iz različitih izvora umesto da koriste direktna merenja vetra. Ali rezultati modela nisu dovoljno dobri kada pada kiša, rekao je Zeng.
U svojoj studiji, Zeng i njegov tim izbegavali su da koriste podatke sa modela. Umesto toga, koristili su podatke o kretanju vodene pare koje su zabeležila dva NOAA satelita. Sateliti su se kretali u istom pravcu u razmaku od 50 minuta i detektovali su kretanje vodene pare kroz infracrveno zračenje.
Dok naše oči ne mogu da otkriju sitna kretanja vodene pare u atmosferi, vodeći autor studije Amir Oujed, član Zengove istraživačke grupe, koristio je algoritme mašinskog učenja koji bolje obrađuju slike za praćenje vodene pare.
„Decenijama su ljudi govorili: „Morate da pomerite vrh oblaka ili vodenu paru dovoljno da vidite razliku u obrascu.“ Ali sada, ne moramo to da radimo“, rekao je Zeng.
„Rezolucija podataka je gruba, sa veličinom piksela od 100 kilometara. To je demonstracija izvodljivosti za našu buduću satelitsku misiju koju sprovodimo gde se nadamo da ćemo obezbediti rezoluciju od 10 kilometara“, rekao je Zeng.
Zeng i njegovi saradnici u drugim institucijama planiraju da sprovedu novu satelitsku misiju vetra u kojoj predviđaju kombinovanje podataka o kretanju vodene pare i merenja sa lidara vetra kako bi se obezbedila sveukupna bolja merenja vetra.
