无人机群如何帮助我们免受龙卷风袭击

无人机群如何帮助我们免受龙卷风袭击

本周末,龙卷风席卷了美国中西部和南部的大部分地区。十余人丧生,破坏范围从德克萨斯州一直延伸到马里兰州。

龙卷风不仅因为威力巨大而危险,而且极难预测。平均而言,气象监测器只能提前 13 分钟通知我们躲避。但俄克拉荷马州立大学的机械工程师 Jamey Jacob 希望将预警时间延长至一小时或更长时间。他和他的团队正在开发坚固耐用的无人机,可以收集这些猛烈风暴的数据。

我们可以从数英里外看到飓风和暴风雪,而龙卷风形成得非常快,规模也较小。预测龙卷风需要非常详细地了解大气过程,而天气雷达无法提供这种分辨率。

雅各布设想,未来气象学家将无人机群飞入恶劣天气,测量整个风暴期间特定点的温度、气压和风速。这些信息被输入计算机模型,可以表明雷暴是否有可能演变成龙卷风。风暴追踪者可以从安全距离收集所有这些数据。

风暴追踪者目前使用一些传感器套件来收集风暴内部的数据,但这些工具是有限的。在风暴路径上投放的气象气球和 TOTO 传感器依靠机会来收集有用的数据。“一旦投放,它们就无法移动,因此会受到风暴不可预测性的影响,”Jacob 说。另一方面,无人驾驶飞行器 (UAV) 是可操纵的,可以更全面地观察风暴。

无人机飞入风暴的画面。Jamey Jacob/俄克拉荷马州立大学

但是,如果无人机无法经受住风暴的考验,它们就无法提高预报准确率。雅各布的团队正在开发坚固耐用的无人机,可以抵御雨水、冰雹和高达每小时 120 英里的大风。这些装载传感器和摄像头的无人机由轻质坚固的复合材料制成,类似于凯夫拉防弹背心。

一个名为 MARIA(中气旋分析研究与调查飞机)的系统甚至可以释放投落探空仪——小型降落伞传感器,可以在降落时收集有关风暴垂直剖面的数据。其他系统成群飞行,一次收集多个数据点。

为了获得长期的龙卷风预测,我们还需要更好的龙卷风模型——因为龙卷风的形成仍然是一个神秘的过程。某些温度和风流模式在某些情况下可能会引发龙卷风,但并非总是如此。

美国国家海洋和大气管理局的风暴预测中心指出:“各种各样的天气模式都可能导致龙卷风,而且类似的天气模式通常可能根本不会产生恶劣天气。”

防风暴无人机可以让气象预报员以全新的视角观察风暴的发展,以更精细的尺度跟踪更多变量,从而提供有关某些系统为何会变成龙卷风而其他系统不会变成龙卷风的宝贵信息。这些改进的模型反过来会将无人机收集的数据转化为更准确的龙卷风警报。

目前,雅各布和他的团队仍在努力解决技术难题。他们的无人机通常无法在短时间内飞入暴风雨中——准备时间大约需要四个小时——但团队在野外作业时偶尔会遇到暴风雨,他们会利用这些机会来测试他们的无人机。其他时候,他们会遇到电脑崩溃、传感器校准错误或无人机飞行限制等问题,从而限制他们的数据收集。

“我们最终想要实现的就是这样的:当你观看天气频道时,他们会报告从无人机获得的数据,但没有人关心——这只是传来的数据。但我们距离这个目标还很遥远。”雅各布说道。

<<:  这些热机器人将帮助我们在冰冷的卫星上寻找生命

>>:  中国歼-31隐形战斗机获得改进型原型机——未来可能装备航母

推荐阅读

厌倦了没有光泽的皮肤?超柔韧、防水的 LED 植入物正是您所需要的

从小规模来看,LED 是最便宜、最可靠、技术最强大的光源。但它们的真正潜力终于被释放出来了。新一代 ...

这两个红点实际上是相同的。具体如下

我们知道您现在待在家里很无聊——我们也是。这里有一些谜题和智力题,您可以亲自或通过视频聊天挑战您的家...

仅供参考:我们可以通过向火星大气中注入氧气来使火星适合居住吗?

绕个弯子,是的。但首先我们必须加热大气层,因为火星表面温度约为 -58°F。“我们知道如何加热行星;...

特百惠安​​全吗?

亲爱的 EarthTalk:我读到过,塑料瓶反复使用并不总是安全的,因为有害化学物质会渗入到容器中。...

《闪电外送 OVA》的魅力与评价:不容错过的特别版

Inazuma Delivery OVA - 欢迎来到闪电快递的世界Inazuma Delivery...

当全世界都关注“自动驾驶”时,通用汽车却押注一场触手可及的革命

除了最富有的消费者之外,面向所有人销售的机器人汽车充其量只是一个遥不可及的梦想,但这并没有阻止汽车制...

彻底解析《光之美少女 Splash Star!》中的时钟炸弹危机!

《光之美少女 Splash Star Tick-tock Crisis!》的号召力与评价“两人是光...

电动汽车行业面临核心挑战:软件缺陷

全电动电池驱动的汽车包括高科技操作系统,与燃气驱动的汽车截然不同。电动汽车高度依赖软件——不仅是信息...

最适合作为礼物赠送的 DIY 套件

对于初出茅庐的 DIY 爱好者来说,圣诞节早晨闻到焊锡的香味是再好不过的事情了。当然,并不是每个修补...

通过谷歌智能眼镜看世界

谷歌昨天宣布,在 2012 年底之前,你将可以从这家搜索巨头购买增强现实智能眼镜。这款 Androi...

5000 万年前的昆虫睾丸是一个幸运的发现

由于内脏组织柔软而海绵状,因此在化石记录中很少见。但发掘出 5000 万年前螽斯遗骸的古生物学家却获...

宇航员在太空进行首次考古研究

纵观历史,考古学实践始终以陆地遗址为中心。随着人类不断向太空迈进,这种情况正在发生变化。经过二十多年...

《圣斗士的尾巴》的魅力与评价:少女英雄的新可能

圣泰尔:华丽盗贼的故事及其魅力■ 公共媒体电视动画系列■ 原创媒体漫画■ 播出时间1995 年 10...

雌性蜜蜂可能会传递“利他”基因

蜜蜂是自然界中团队合作的典范,它们有着复杂的社会和蜂巢,能够产生足够的能量来产生电荷。它们似乎也是少...