Οι αέριες μάζες είναι πάντα σε κίνηση. αλλάζουν κατεύθυνση και ταχύτητα καθώς στροβιλίζονται σε όλο τον κόσμο. Η κίνηση του αέρα στην επιφάνεια της γης είναι αυτό που συνήθως ονομάζουμε άνεμο.
Τα δεδομένα ανέμου και θερμοκρασίας από όλα τα επίπεδα της ατμόσφαιρας είναι απαραίτητα για τη δημιουργία ακριβών μοντέλων πρόγνωσης. Οι μετεωρολόγοι χρησιμοποιούν δεδομένα μοντέλων για να δημιουργήσουν το Πρόγνωση ανέμων και θερμοκρασιών. Οι πιλότοι και οι αποστολείς χρησιμοποιούν την πρόβλεψη για να κάνουν ακριβή σχέδια πτήσης που βελτιστοποιούν την ταχύτητα και την οικονομία καυσίμου.
Οι επιστήμονες έχουν κάνει ατμοσφαιρικές παρατηρήσεις για αιώνες. Οι πρώτες προσπάθειες για μετρήσεις της ανώτερης ατμόσφαιρας έγιναν το 1700.
Ρεπορτάζ Winds Aloft της δεκαετίας του 1930
Καθώς περισσότερα αεροπλάνα έφτασαν στον ουρανό τη δεκαετία του 1930, τα ακριβή δεδομένα του ανώτερου αέρα έγιναν προτεραιότητα. Το 1937, το Γραφείο Μετεωρολογίας των ΗΠΑ (τώρα η Εθνική Μετεωρολογική Υπηρεσία) δημιούργησε ένα δίκτυο σταθμών που εκτόξευαν μπαλόνια με ακατέργαστους πομπούς (radiosondes) για να βοηθήσουν τους μετεωρολόγους να δημιουργήσουν μοντέλα ανέμων. Η δουλειά ήταν κουραστική. Οι μετεωρολόγοι συνέλεξαν και συγκέντρωσαν τα δεδομένα με το χέρι.
Η σημερινή συλλογή ατμοσφαιρικών δεδομένων
Το παλιό δίκτυο radiosonde παραμένει ενεργό. Το NWS εκτοξεύει τώρα μπαλόνια από 92 τοποθεσίες στις ΗΠΑ και τις επικράτειές τους. Σε όλο τον κόσμο, περισσότεροι από 900 σταθμοί εκκινούν ραδιοφωνικούς ήχους δύο φορές την ημέρα. Κατά τη διάρκεια ασυνήθιστων ή έντονων καιρικών συνθηκών, οι σταθμοί συχνά πραγματοποιούν επιπλέον εκτοξεύσεις. Είναι πολλά καιρικά μπαλόνια!
-
Κάτω 48 -
Αλάσκα -
νότιος Ειρηνικός
Οι περισσότεροι σταθμοί εκτόξευσης γεμίζουν τα μπαλόνια με υδρογόνο (το ήλιο είναι ακριβό και σε έλλειψη). Τα Radiosondes είναι ελαφριές συσκευασίες που μεταδίδουν πίεση, θερμοκρασία, υγρασία και θέση GPS.
Το προσωπικό της υπηρεσίας καιρού εκτοξεύει μπαλόνια τουλάχιστον δύο φορές την ημέρα, στις 0000z και 1200z (Συντονισμένη Παγκόσμια Ώρα). Ένα radiosonde μεταδίδει δεδομένα κάθε δευτερόλεπτο καθώς ανεβαίνει με ταχύτητα 1000 πόδια/λεπτό. Μετά την αναρρίχηση σε υψόμετρα έως και 115.000 πόδια, το μπαλόνι σκάει και το πακέτο radiosonde κατεβαίνει με ασφάλεια με ένα μικρό αλεξίπτωτο.
Παρακολουθήστε μια εκτόξευση μπαλονιού!
Το βίντεο γυρίστηκε στις 13 Σεπτεμβρίου 2012, καθώς φοιτητές Μετεωρολογίας από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Μισισιπή γεμίζουν και εκτοξεύουν ένα μετεωρολογικό μπαλόνι κοντά στο Starkville. Οι εκπρόσωποι του NWS Memphis ήταν παρόντες για να παρακολουθήσουν.
Το MSU έχει ένα πρόγραμμα εκτόξευσης σοβαρών καιρικών συνθηκών που επιτρέπει στους μαθητές να εκτοξεύουν ραδιοφωνικούς ήχους σε ημέρες με έντονες καιρικές συνθήκες για να παρέχουν συμπληρωματικά δεδομένα στο NOAA/National Weather Service Prediction Center.
Πράγματα που πρέπει να παρακολουθήσετε:
- Ο τύπος που χειρίζεται το μπαλόνι κάνει μεγάλη προσπάθεια να μην αγγίξει το λάτεξ. Τα λάδια από το ανθρώπινο δέρμα θα κάνουν το μπαλόνι να σκάσει πρόωρα.
- Μετά την απελευθέρωση, η ομάδα επιβεβαιώνει ότι λαμβάνει δεδομένα radiosonde. Η κεραία και ο δέκτης φαίνονται δίπλα στον φορητό υπολογιστή.
Πώς χρησιμοποιούνται τα δεδομένα radiosonde;
Ερευνητές και μετεωρολόγοι χρησιμοποιούν βυθομετρήσεις μπαλονιών για:
- Μοντέλα πρόβλεψης καιρού
- Τοπική πρόγνωση ισχυρών καταιγίδων
- Προγνώσεις αεροπορίας, πυρκαγιάς και θαλάσσιων προγνώσεων
- Έρευνα για τον καιρό και την κλιματική αλλαγή
- Εισαγωγή για μοντέλα ατμοσφαιρικής ρύπανσης
Καιρός Μπαλόνι Trivia
• Γιατί να χρησιμοποιούμε μετεωρολογικά μπαλόνια; Κανένα άλλο σύστημα συλλογής δεδομένων δεν μπορεί να ταιριάξει με την ακρίβεια, τον ρυθμό δειγματοληψίας και την κάλυψη ύψους που λαμβάνεται από ραδιοφωνικούς αγωγούς που ανυψώνονται από μπαλόνια.
• Τα μετεωρολογικά μπαλόνια είναι κατασκευασμένα από βιοδιασπώμενο λατέξ. Τα μπαλόνια θρυμματίζονται σε μικρά κομμάτια σε μεγάλα υψόμετρα. Τα αλεξίπτωτα και η χορδή ανάκτησης είναι επίσης βιοδιασπώμενα για την ελαχιστοποίηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων.
• Περίπου το 20% από τους 75.000 ραδιοφωνικούς ήχους που εκτοξεύονται από το NWS κάθε χρόνο, βρίσκονται και επιστρέφονται. Ο εξοπλισμός έχει ανακαινιστεί και επαναχρησιμοποιηθεί. Αν βρεις radiosonde, μπορείς επιστρέψτε το στο NWS δωρεάν.
• Η FAA πρέπει να ενημερώνεται για εκτοξεύσεις μετεωρολογικών μπαλονιών σε απόσταση 5 μιλίων από ελεγχόμενο αεροδρόμιο. Τα μετεωρολογικά μπαλόνια παρουσιάζουν μικρό κίνδυνο για τα αεροσκάφη.
• Η βρετανική σειρά επιστημονικής φαντασίας «The Prisoner» του 1967 χρησιμοποίησε ένα μετεωρολογικό μπαλόνι για τον ρόλο του «Rover», μιας ανατριχιαστικής λευκής φούσκας που διατηρεί την πειθαρχία στο The Village.
Πρόγνωση ανέμων και θερμοκρασιών
Οι μετεωρολόγοι παράγουν την αεροπορική πρόβλεψη ανέμων και θερμοκρασιών από ψηλά χρησιμοποιώντας μοντέλα που έχουν κατασκευαστεί με τη βοήθεια δεδομένων ραδιοφωνικών μπαλονιών. Η πρόβλεψη εκδίδεται τέσσερις φορές την ημέρα και περιλαμβάνει δεδομένα που ισχύουν για 6, 12 και 24 ώρες. Περιλαμβάνονται δεδομένα ανέμου και θερμοκρασίας για υψόμετρα 3, 6, 9, 12, 18, 24, 30, 34 και 39 χιλιάδων ποδιών.
Η Εθνική Μετεωρολογική Υπηρεσία των ΗΠΑ Κέντρο Μετεωρολογίας Αεροπορίας παρέχει την πρόβλεψη σε διάφορες μορφές. Το πιο βασικό προϊόν είναι ένας πίνακας με τοποθεσίες με κατεύθυνση ανέμου, ταχύτητα και θερμοκρασία σε διαφορετικά υψόμετρα. Η μορφή είναι τέλεια αν είστε περίεργοι για τους ανέμους και τις θερμοκρασίες για μερικές τοποθεσίες.
Πριν από υπολογιστές, Διαδίκτυο και απομακρυσμένα τερματικά, οι πιλότοι τηλεφωνούσαν σε έναν σταθμό εξυπηρέτησης πτήσεων για να δέχονται ανέμους και θερμοκρασίες. Το briefer θα διάβαζε τα δεδομένα για κάθε σταθμό κατά μήκος της διαδρομής της πτήσης. Ο πιλότος υπολόγισε τις κατευθύνσεις και τις ταχύτητες εδάφους με το χέρι. [Narrator: “It was not a pleasant task.”]
Μπορείτε να δείτε ζωντανά δεδομένα πρόβλεψης στο aviationweather.gov
Οπτικοποιήσεις Winds Aloft
Μια εικόνα αξίζει 1000 λέξεις. Μια γρήγορη ματιά στα δεδομένα σε πίνακα δεν παρέχει μια «μεγάλη εικόνα» του τι συμβαίνει στην ατμόσφαιρα. ειδικά για μια μεγάλη διαδρομή.
Wind Barbs
Οι ναυτικοί και οι μετεωρολόγοι βρήκαν έναν εύκολο τρόπο να απεικονίσουν τους ανέμους. Οι μετεωρολογικές υπηρεσίες τυποποίησαν τα σύμβολα ανέμου στη δεκαετία του 1940, αλλά η ιδέα δεν έχει αλλάξει από το 1800.
Τις πρώτες μέρες, οι μετεωρολόγοι σχεδίαζαν με το χέρι τους «ανεμικούς φραγμούς» στους μετεωρολογικούς χάρτες. Τώρα, τα δεδομένα αντλούνται από διακομιστές και απεικονίζονται αυτόματα. Μια γρήγορη ματιά στο παρακάτω στιγμιότυπο οθόνης σας δίνει μια ιδέα της προβλεπόμενης κίνησης και ταχύτητας της μάζας αέρα στα 34.000 πόδια.
Σκεφτείτε τις ακίδες του ανέμου σαν ένα βέλος με αιχμή και φτερά. Το μυτερό άκρο δείχνει την κατεύθυνση της ροής της μάζας του αέρα. Τα φτερά, ή ράβδοι, απεικονίζουν την ταχύτητα του ανέμου. Τα γραφήματα ανέμων ψηλά συχνά εμφανίζουν τη θερμοκρασία (σε βαθμούς Κελσίου) δίπλα σε κάθε ράβδο. Η ταχύτητα του ανέμου είναι εύκολο να αποκρυπτογραφηθεί…
- Κοντές ράβδοι = 5 κόμποι
- Μακριές ράβδοι = 10 κόμποι
- Σημαία = 50 κόμβοι
Λογισμικό προγραμματισμού πτήσεων
Οι πάροχοι μετεωρολογικών συνθηκών σε παγκόσμιο επίπεδο, συμπεριλαμβανομένης της Εθνικής Μετεωρολογικής Υπηρεσίας, παρέχουν δεδομένα για τους ανέμους σε αναγνώσιμες από μηχανή μορφές. Οι αεροπορικές εταιρείες και οι πιλότοι γενικής αεροπορίας χρησιμοποιούν λογισμικό προγραμματισμού πτήσης που μπορεί να χρησιμοποιήσει τα δεδομένα ανέμου για να δημιουργήσει πολύ ακριβή σχέδια πτήσης βελτιστοποιημένα για ταχύτητα ή/και εξοικονόμηση καυσίμου.
Το Jeppesen FliteDeck Pro X, μια δημοφιλής εφαρμογή με τις αεροπορικές εταιρείες, μπορεί να εμφανίζει τους ανέμους ψηλά ακίδες με τη διαδρομή της πτήσης. Αυτή η δυνατότητα βοηθά τα πληρώματα πτήσης να καταλάβουν γιατί οι διεκπεραιωτές μπορεί να έχουν δημιουργήσει μια διαδρομή που φαίνεται εκτός διαδρομής. Οι ανεμοθραύστες βοηθούν επίσης τους πιλότους να προβλέψουν τις μετατοπίσεις του ανέμου και τις αναταράξεις κατά μήκος της διαδρομής.
Δείτε τις δύο διαδρομές από το Λούισβιλ προς το Άνκορατζ στην παρακάτω εικόνα. Η ευθεία γραμμή δείχνει τη διαδρομή του μεγάλου κύκλου (μικρότερη απόσταση) και είναι 2713 ναυτικά μίλια.
Ο αποστολέας μας δημιούργησε μια διαδρομή που μας πήγε πιο βόρεια, προσθέτοντας 114 nm στο ταξίδι. Η μεγαλύτερη διαδρομή απέφυγε τον αντίθετο άνεμο 140 κόμβων εξοικονομώντας μας σημαντικό χρόνο και καύσιμα.
Στιγμιότυπο από το Jeppesen FliteDeck Pro X
Ελέγξτε την περιοχή χαμηλής πίεσης στο κέντρο του στιγμιότυπου οθόνης παρακάτω. Οι ακίδες ανέμου απεικονίζουν ξεκάθαρα την αριστερόστροφη κίνηση της αέριας μάζας. Τα «φτερά» των ραβδώσεων ανέμου δείχνουν πάντα προς τα μέσα προς το κέντρο της περιοχής χαμηλής πίεσης.
Windy Animation
Ωραίες οι βαρβάδες του ανέμου, αλλά Windy.com βελτιώνει την έννοια. Η Windy χρησιμοποιεί τα αναγνώσιμα από μηχανή δεδομένα μοντέλου για να παρέχει μια εκπληκτική κινούμενη εικόνα της κίνησης της μάζας αέρα.
Το Windy επιτρέπει στο χρήστη να κάνει ζουμ σε οποιαδήποτε περιοχή της γης και να επιλέξει υψόμετρο, χρόνο πρόβλεψης και μοντέλο πρόβλεψης. Το παρακάτω βίντεο επικεντρώνεται στην ίδια περιοχή χαμηλής πίεσης με την παραπάνω εικόνα. Μπορείτε πραγματικά να δείτε την αριστερόστροφη κυκλοφορία.
Χρησιμοποιώ το Windy.com ως μέρος της επισκόπησης του καιρού μου πριν από κάθε μεγάλη πτήση.
Περισσότερα για την Winds
Αν θέλετε να διαβάσετε περισσότερα σχετικά με την επίδραση των ανέμων στα αεροσκάφη, ρίξτε μια ματιά στο Headwinds and Tailwinds.
