Unglaubliche Technologie: Gewusst wie: Unwetter prognostiziert

Anmerkung der Redaktion: In dieser wöchentlichen, LiveScience erforscht wie Technologie treibt wissenschaftliche Erforschung und Entdeckung.

Vorhersage wie starken einen Sturm, ob ein Hurrikan, Tornado oder Gewitter ist Teil der Wissenschaft und Kunst Teil – und es wäre nicht möglich ohne anspruchsvolle Messung und Prognose-Technologie.

Um diese Prognosen zu erstellen, kombinieren die Meteorologen Beobachtungen von atmosphärischen Sensoren, Wetterballons, Radar, Satelliten und Flugzeugen Überwachung mit komplexen Computermodellen, vorauszusagen, wann ein Sturm bilden wird, wo es schlagen wird und wie schwer es sein wird.

Prognose einen Sturm ist ein viel wie Medizin, praktiziert, sagte Meteorologe Greg Carbin bei der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) Storm Prediction Center (SPC) in Norman, Oklahoma

"Sie zum Arzt gehen, sagen Sie des Arztes Ihre Symptome und der Arzt macht eine Diagnose, bevor er eine Prognose macht", sagte Carbin LiveScience. "Wir müssen den aktuellen Zustand der Atmosphäre zu diagnostizieren, so gut wir können, bevor wir versuchen können, zu prognostizieren." [Hurrikane von oben: siehe größten Stürme der Natur]

Gewitter, Hagel und Tornados

Die SPC befasst sich hauptsächlich mit der Vorhersage von Gewittern und Tornados in den kontinentalen Vereinigten Staaten. Das Herzstück seiner Arbeit ist Klimatologie, die Studie von Klimazonen und wie sie sich verändern. Ein grundlegendes Verständnis der Funktionsweise von Wetter stützt sich auf den historischen Aufzeichnungen, sagte Carbin.

"Wir haben ein ziemlich gutes Verständnis für die Zeit des Jahres, wenn Teile des Landes am stärksten gefährdet sind", sagte Carbin. In den mittleren und südlichen Vereinigten Staaten tritt das größte Risiko der Sturm im Frühjahr und Frühsommer. Zu diesem Zeitpunkt trifft warmer, feuchter Luft vom Winter Wirbelstürme übrig Winde aus dem Jet-Stream, Erstellen von starken Winden, Tornados und gefährliche Gegrüßet seist du, Carbin sagte.

Mit diesem Wissen in der Hand können Meteorologen Sturmsysteme zu diesem Zeitpunkt des Jahres aufmerksam. Stürmen Vorhersage beginnt mit der Messung der aktuellen Wetterbedingungen, wie Lufttemperatur, Luftdruck und Wind Geschwindigkeit der Luft. Jeder Flughafen des Landes sammelt diese Informationen alle fünf Minuten, sagte Carbin.

Meteorologen kombinieren diese Messungen mit Informationen von Wetterballons Bedingungen in verschiedenen Höhen in die Atmosphäre und die geostationären Satelliten, Sinn die Feuchtigkeit in der Atmosphäre zu messen und zeigen die Standorte der Wolken ins Leben gerufen.

Alle Wetter und Satelliten-Daten wird numerische Simulationen auf Supercomputern, die crunch die Zahlen und ausspucken, ein Modell des Verhaltens der Atmosphäre zugeführt. Wissenschaftler vergleichen, dass die Ausgabe mit Wetterbeobachtungen, und wenn es ein gutes Spiel ist, verwenden sie das Modell um eine Vorhersage treffen.

Sobald ein Sturm zusammenbraut, beginnen Wissenschaftler es mit Radar Überwachung. Radar-Energie ist aus der Niederschlag in Wolken strahlte, und die Stärke des reflektierten Signals zeigt die Dichte von Feuchtigkeit, Schnee, Hagel oder Staub in das Storm System. Die Frequenz des Signals sagt Wissenschaftler, ob der Sturm der Radar-Quelle oder von ihm weg bewegt.

Wenn der Sturm dreht, könnte es einen Tornado laichen. Da die Tornados relativ klein sind, nicht lokalisierten Funktionen Meteorologen sie mehr als ein paar Stunden im voraus vorhersagen.

Hurrikane und Sturmflut

Hurrikane, sind hingegen viel größere und langsamere Wettersysteme, die über dem Wasser, zu bilden, so dass Meteorologen haben weitere Vorbereitungs-und Anlaufzeit, vorherzusagen, wann sie auf Land treffen könnte.

NOAA National Hurricane Center (NHC) in Miami verwendet eine Vielzahl von Werkzeugen für die Prognose von Hurrikanen. Einige der wichtigsten sind die geostationären betriebliche Umwelt Satellites(GOES), die Überwachung der östlichen und westlichen Teile der Vereinigten Staaten und den angrenzenden Regionen des Atlantischen und Pazifischen Ozean. Hurrikan-Meteorologen verwenden eine Methode namens Dvorak Technik mit den Satellitenbildern, um die Intensität eines tropischen Sturm-Systems zu schätzen. [Infografik: Sturm der Saison! Wie, wann & wo Hurrikane Form]

Sobald ein entwickelnder Hurrikan im Bereich einer Küste kommt, sendet NOAA in einem Hurrikan-Jäger-Flugzeug. Das Flugzeug fliegt direkt in den Sturm, dessen Parameter zu messen. "Ein Hurrikan-Jäger als ein"MRI"für den Sturm," meint NHC Sprecher und Meteorologe Dennis Feltgen. Im Inneren der Sturm wirft das Flugzeug ein Instrument namens eine Dropsonde, die Fallschirme nach unten und leitet Informationen über Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Windgeschwindigkeit und Windrichtung; später verschlechtert sich das Instrument in den Ozean.

Der Daten durch den Hurrikan-Jäger geht in Computer-Modelle laufen auf Computern wie jene von den SPC-Meteorologen verwendet.

"Wir verwenden eine Reihe von Computer-Modellen. Kein einziges ist perfekt", sagte Feltgen LiveScience. Meteorologen integrieren die Modelldaten mit Satellitendaten, Flugzeugdaten und eigener Erfahrung. "Ein Meteorologe immer auf der Suche ist für so viele Daten wie er oder sie bekommen kann," sagte Feltgen.

Vorhersage von Sturmschäden

Meteorologen verwenden die Daten, um Hurrikane auf der Saffir-Simpson Hurrikan Skala, eine 1 bis 5 Bewertung von nachhaltigen Windgeschwindigkeit zu kategorisieren. Die Waage schätzt mögliche Sachschäden von 1 ("sehr gefährliche Winde erzeugt einige Schäden") bis 5 ("katastrophale Schäden treten").

Aber die größte Bedrohung für Leben und Eigentum durch Wirbelstürme ist oft von Sturmflut – ein Anstieg im Meerwasser wegen eines Sturms — die Saffir-Simpson-Bewertung nicht berücksichtigt. Hurrikan-Evakuierungszonen nicht auf Wind beruhen, sondern auf dem Wasser, aber es kein Maßstab für die Sturmflut ist, sagte Feltgen. [Storm Surge Video: tödlichste Teil des Hurrikans]

Jedoch hat das NHC eine Sturm-Welle-Einheit, und ab 2015 wird es haben eine Storm Surge Uhren- und Warnsystem, getrennt von der Hurrikan Uhren- und Warnsystem.

Im Juni 2012 modelliert fünf Monate bevor Hurrikan Sandy im Nordosten, schlagen Wissenschaftler wie Sturmflut Staten Island, NY auswirken würde Das Modell die tatsächlichen Sturmflut von Sandy unheimlich gut abgestimmt.

"Hochrechnungen haben einen langen Weg zurückgelegt," sagte Feltgen. Aber letztlich, Notfall-Manager sind diejenigen, die diese Informationen verwenden, um Entscheidungen über einen Sturm vorbereiten, sagte er.

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