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杜克大学新闻

屋顶天文台追踪飓风雨和冬季雪

Jonathan Holt replaces the protective cover over the rain gauge.

乔纳森·霍尔特更换了雨量器上的保护罩。

周五晚上,当北卡罗来纳州的大部分地区都在用热可可和Netflix抵御刺骨的雨夹雪时,一套研究仪器矗立在杜克大学校园上方,静静地收集着有关这场风暴的数据。

这些仪器是由研究生乔纳森·霍尔特(Jonathan Holt)和安娜·巴罗斯(Ana Barros)实验室的其他气候研究人员在菲茨帕特里克·西马斯(Fitzpatrick CIEMAS)的屋顶上安装的一个新的微型云和降水监测实验室的一部分。

团队得到了仪器在10月初启动和运行,及时为他们的雨量计注册一个提高六英寸的高度在6小时飓风马修
2积累速度可比,在密西西比州卡特里娜飓风登陆时。上周末,他们收集了关于冬季风暴的类似数据,他们的微雨雷达跟踪了整晚的降雪速度。

屋顶只是Barros小组收集降水数据的最新地点,加入了大烟雾、秘鲁安第斯山脉中部和非洲南部的地点。这三种仪器,加上1月初添加的第四种,旨在连续跟踪降水速率、雨滴或雪花的大小和形状——气候学家将它们统称为水成物
2,以及杜克上空云层的形成和高度。

安娜巴罗斯,杜克大学土木与环境工程教授说,她的团队使用这些野外观察,结合从机构如美国国家海洋和大气管理局和美国宇航局大气数据,研究微观粒子的灰尘,烟雾,或其他材料在空气中称为气溶胶与水蒸气形成云层和降水。理解这些相互作用是建立准确的天气和气候模型的关键前提。

巴罗斯说:“我们在这里要做的是,实际跟踪空气中水滴的生命周期,了解它如何随着天气系统、条件、气候区域和景观位置而变化。”

A distrometer on the roof of Fitzpatrick CIEMAS.

在测距仪的两个头之间通过的激光束可以检测通过的雨滴或雪花的数量和大小。

除了跟踪像马修这样引人注目的事件,巴罗斯说他们还对收集有关全年降雨量的数据很感兴趣。小雨是该地区重要的水源,约占全年降雨量的35%。研究表明,它特别容易受到气候变化的影响,因为即使温度稍有上升,这些小水滴也会蒸发成气体。

巴罗斯说,消除这种水源“不是一个巨大的变化”。“但这是非常重要的变化之一,它对我们如何管理水资源、如何使用水资源、如何设计基础设施、如何为未来做实际规划都有影响。”

Barros说,她不知道在北卡罗莱纳有任何类似的仪器套件,把他们的屋顶放置在合适的位置,以提供关于该地区气候的独特见解。与他们的山地基地不同,屋顶上的仪器不太容易被发痒的熊利用。

霍尔特说:“当我们能够收集像这样的长期雨量计数据时,我们的研究小组就处于一个非常独特的地位,能够得出别人没有的结果,得出别人没有的关于气候变化的结论。”“对这个地方的气象、水文和天气有一个真正独特的视角是很有趣的。”

Micro Rain Radar data from Hurricane Matthew and the snowstorm on Jan. 6th.

微雨雷达(MRR)向天空发射无线电波,反射水滴或雪花,显示云层或降水的大小和高度。研究小组在飓风马修(图上)和上周五的暴风雪(图下)期间收集了连续的MRR数据,绘制了这些彩色的图表,展示了风暴期间的降雨量。

Kara J. Manke, PhD

作者:Kara Manke

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://researchblog.duke.edu/2017/01/11/rooftop-observatory-tracks-hurricane-rain-and-winter-snow/