降雪和干旱：$4.8M实地活动将改善美国西部的预测，由UM领导

在NSF资助的项目中，一个山顶实验室和一套雷达仪器将研究冬季风暴，从大规模的云层运动到单个雪花

在科罗拉多州扬帕谷进行的一项新的科学考察将改善对降雪的预测，并估计气候变化将如何影响美国西部山区的积雪和水资源供应，由美国国家科学基金会资助4.8M美元。

这项实地活动由密歇根大学牵头，汇集了来自华盛顿大学、威斯康星大学、犹他大学、科罗拉多州立大学和石溪大学的科学家。该团队将使用一套广泛的雷达和雪采样仪器来测量雪花和气溶胶的大小和形状。由此产生的数据目录将有助于估计该地区的水资源供应，大型水库中约67%的水来自融雪，冬季降雪量低可能导致来年夏天发生更严重的野火。

“我们希望我们的数据最终能够改善冬季风暴的预测，并告诉西部城市何时会因为积雪不足而发生干旱，”密歇根大学气候与空间科学与工程助理教授克莱尔·佩特森（Claire Pettersen）说。

研究人员将部署30多种科学仪器，用于研究科罗拉多州公园山脉2024-2025年冬季的气候和降水，该地区被国家气象局的雷达网络覆盖得很差。第一批仪器将于今年夏天抵达科罗拉多州斯廷博特斯普林斯附近的维尔纳山峰。测量将于今年 12 月开始。

收集整个冬季的数据将提供必要的统计能力，以更准确地预测冬季风暴后和更长时间的积雪。数据目录不仅将进入科学家的在线存储库，还将直接进入扬帕盆地会合点，这是一个将科学家和当地水资源管理人员聚集在一起的工作组。

“关于这个盆地如何使用水有很多讨论，因为它是一个可以帮助向下游大城市供水的地区，水资源管理者需要对降雪量进行良好的估计才能可持续地使用这些水，”犹他大学大气科学教授兼风暴峰实验室主任Gannet Hallar说。 维尔纳山顶上的一个设施，将容纳许多乐器。

通过将雪采样仪器与间接研究雪的雷达相结合，研究人员将克服使用雷达的一个主要挑战 – 很难将反射的雷达信号与雪花的大小，形状和数量联系起来，这决定了雪中的水量。

“我们将拥有雪的实际特征，我们可以将其与我们从雷达中推断出来的内容联系起来，这将改善我们对山区雷达的雪的看法，”威斯康星大学大气和海洋科学教授Angela Rowe说。

如果没有这些基本信息，今天的降雪模型往往在山区表现不佳。

“在西方，我们的预报模型和卫星对降水的估计确实低估了降雪量，而且往往不能正确分布，”华盛顿大学大气科学研究教授、该研究的首席研究员Lynn McMurdie说。

该团队在Storm Peak Lab的雷达将使用多个雷达频率来探测许多不同大小的雪花。与此同时，科罗拉多州立大学的研究科学家布伦达·多兰（Brenda Dolan）将在科罗拉多州海登部署海上偏振雷达。雷达对维尔纳山和周围62英里的视野将与国家气象局的雷达相结合，以了解风暴从西部向落基山脉移动时的强度如何变化。

航海极化雷达无法看到维尔纳山下方扬帕山谷内的云层如何变化，因为它的视线被山脉挡住了。为了弥补这一差距，石溪大学海洋和大气科学研究助理教授Mariko Oue和Pavlos Kollias将部署Ka波段扫描偏振雷达。该仪器将探测山谷内的云和雪，直到维尔纳山。

混合多个尺度的数据将改善从雷达中可以确定的数据，并将云运动的变化与雪花中水量的变化联系起来。

“整合这些不同的尺度是一件非常独特的事情。唯一的其他方法是使用飞机，但这非常昂贵，而且只能提供一张快照，“犹他大学大气科学教授、该研究的首席研究员杰伊·梅斯说。