https://bodybydarwin.com
Slider Image

Hoe drone-zwermen ons kunnen helpen beschermen tegen tornado's

2020

Tornado's scheurden dit weekend door een groot deel van de Midwesten en Zuidelijke VS. Meer dan een dozijn mensen werden gedood en de paden van vernietiging strekken zich uit van Texas tot Maryland.

Tornado's zijn niet alleen gevaarlijk vanwege hun enorme kracht: ze zijn ook extreem moeilijk te voorspellen. Weermonitors geven ons gemiddeld slechts 13 minuten van tevoren dekking. Maar werktuigbouwkundig ingenieur Jamey Jacob van de Staatsuniversiteit van Oklahoma hoopt de waarschuwingstijd tot een uur of langer te verlengen. Hij en zijn team ontwikkelen ruige drones die gegevens kunnen verzamelen van deze gewelddadige stormen.

Terwijl we orkanen en sneeuwstormen van kilometers afstand zien aankomen, vormen tornado's zich zeer snel en op kleinere schalen. Voorspellen ervan vereist een zeer gedetailleerd begrip van atmosferische processen met een resolutie die je niet kunt krijgen met weerradar.

In de toekomst ziet Jacob meteorologen die drone zwermen in zwaar weer vliegen om de temperatuur, druk en windsnelheid op specifieke punten tijdens de storm te meten. Gevoed in een computermodel, kan deze informatie aangeven of een onweer waarschijnlijk in een tornado zal veranderen. En de stormjagers zouden al deze gegevens op veilige afstand kunnen verzamelen.

Stormjagers gebruiken momenteel enkele sensorpakketten die gegevens van binnenuit de storm kunnen verzamelen, maar deze tools zijn beperkt. Weerballonnen en TOTO-sensoren die in het pad van de storm zijn gevallen, zijn afhankelijk van de kans om nuttige gegevens te verzamelen. "Als ze eenmaal zijn gevallen, kunnen ze niet meer bewegen en zijn ze dus onderhevig aan de onvoorspelbare aard van een storm, zegt Jacob. Unmanned Aerial Vehicles (UAV's) daarentegen zijn bestuurbaar en kunnen een beter zicht op de storm bieden.

Maar drones kunnen niets doen om de voorspellingen te verbeteren als ze een storm niet kunnen overleven. Jacob's team ontwikkelt robuuste UAV's die bestand zijn tegen regen, hagel en winden tot 120 mijl per uur. Deze met sensoren en camera's beladen vliegtuigen zijn gemaakt van lichtgewicht en sterk composietmateriaal, vergelijkbaar met Kevlar kogelvrije vesten.

Eén systeem, genaamd MARIA (Mesocyclone Analysis Research & Investigation Aircraft), kan zelfs druppelsondes kleine parachutische sensoren vrijgeven die gegevens kunnen verzamelen over het verticale profiel van een storm als ze vallen. Anderen vliegen in zwermen om meerdere datapunten tegelijk te verzamelen.

Om tornado-voorspellingen op langere termijn te krijgen, hebben we ook betere tornado-modellen nodig omdat tornado-vorming nog steeds een mysterieus proces is. Sommige temperatuur- en windstromingspatronen kunnen in sommige situaties tornado's veroorzaken, maar dat doen ze niet altijd.

"Een grote verscheidenheid aan weerpatronen kan leiden tot tornado's, merkt NOAA's Storm Prediction Center op en soortgelijke patronen produceren vaak helemaal geen zwaar weer."

Stormbestendige UAV's kunnen weersvoorspellers nieuwe inzichten geven in de ontwikkeling van stormen, waarbij meer variabelen op fijnere schaal worden gevolgd, om waardevolle informatie te geven over waarom sommige systemen veranderen in tornado's en andere niet. Deze verbeterde modellen zullen op hun beurt de door de drone verzamelde gegevens in meer accurate tornado-waarschuwingen veranderen.

Voorlopig werken Jacob en zijn team nog steeds aan de technische problemen. Hun drones zijn meestal niet meteen klaar om tegen een storm in te vliegen Het duurt ongeveer vier uur om zich voor te bereiden Maar het team komt af en toe stormen tegen terwijl ze in het veld zijn, en ze benutten die kansen om hun ambacht te testen. Andere keren worden ze geconfronteerd met crashende computers, verkeerd gecalibreerde sensoren of drone-vliegbeperkingen die hun gegevensverzameling beperken.

"Uiteindelijk willen we op een punt komen dat je naar het weerkanaal kijkt, zegt Jacob en ze rapporteren gegevens die ze van de drones krijgen, en niemand geeft erom s het zijn alleen de gegevens die binnenkomen. Maar daar zijn we nog steeds echt ver van verwijderd. "

Eerste indrukken en voorbeeldafbeeldingen van Sony's nieuwe 61-megapixel spiegelloze camera

Eerste indrukken en voorbeeldafbeeldingen van Sony's nieuwe 61-megapixel spiegelloze camera

De ziekte van Lyme bloeit dankzij klimaatverandering

De ziekte van Lyme bloeit dankzij klimaatverandering

Dinosauruspoep laat zien dat zelfs herbivoren schelpdieren aten

Dinosauruspoep laat zien dat zelfs herbivoren schelpdieren aten