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    科天健新的长时间高速摄像系统揭示了雪在半空中是什么样子

    来源:localhost    发布于:2015-12-8 9:04:19    点击量:

          当雪晶与其他雪晶碰撞时,会形成蓬松的雪花,这个过程也被称为聚合。许多雪花也显示出一些淞化或是冰冷的涂层。美国犹他大学开发了一种新的长时间高速摄像系统,并在雪花下落时拍下了如图1所示的这些照片,每一组的三个图像是通过犹他大学开发的多角度雪花高速摄像头从三个角度拍摄的。

     

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    “直到我们的设备出现之前并没有好的设备能够长时间自动拍摄自由下落的雪花的形状和大小” 犹他大学大气科学副教授蒂姆·加勒特表示,“我们在拍摄这些雪花时设备完全不与雪花接触”。

     

    美国国家航空航天局和美国陆军都资助了这种长时间高速摄像系统的研发,并且,美国国家科学基金会也为研究提供资助。加勒特说,:“我们的目标是提高对飘落雪花以及它如何与雷达交互作用的计算机模拟。这将有助于更好地利用雷达对天气和积雪进行预测,并揭示更多关于降雪天气会降低微波(雷达)通信的奥秘。同时,我们的设备获得的高分辨率照片能够同时测试雪花复杂性和下落速度,设备能够收集大量关于雪云特征的更准确、更具代表性的数据”。


    “雪花下降速度对于预测天气具有非常大的影响加勒特说,现在关于模拟云的天气模型做的非常好,但是它们难以准确地预测降水雨或雪特别是雪问题就在于我们对雪粒子的大小和形状与它们的下降速度是如何关联的没有很好的认知。这是非常重要的,因为暴风雨的生命周期,在很大程度上取决于雪的沉淀速度。

     

    为什么关心雪花的形状和大小

    雪花的形状和大小的错误认知会导致错误预测降雪量和降雪位置,而此种雪花高速摄像机在一个晚上可以自动收集成千上万的雪花照片。如果雪花在下落过程中,形状和尺寸有变化,那我们就可以看到随着雪花下落,它们是如何变化的,这正是天气预测模型试图解决的一件事。

     

    研究人员使用图像分析软件自动分析雪花的形状、复杂性、规模和质量。“降雪过程非常复杂,以致无法把雪花做一个简单的分类”加勒特表示,“所有事情都依赖于一个连续体的大小、形状和淞化的程度

     

    此外,在阿尔塔基地,北卡罗莱纳州立大学的研究人员桑德拉还在科林斯峡谷安装了一个雷达,用于测量降水结构中的空气柱。“雷达会告诉你风暴有多强,多高,何时何地有雨雪层”加勒特表示,“要解释我们摄像头里看到的是什么,它有助于了解风暴内的结构和它如何随时间变化的。”

     

        “最终,在风暴期间气象预报员使用的主要诊断工具是雷达,通过雷达,他们能看到是否有雪或霰,并估计他们数量。根据我们处理的拍摄数据与他们的数据结合能更加准确预测天气”

     

    文章来源:湖南科天健http://www.rocketech.cc/

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