Конструкция и ракетное развертывание отслеживаемого метеорологического зонда на основе псевдолагранжевого дрейфующего устройства в торнадо EF4 и мезоциклоне Lawrence/Linwood 28 мая 2019 года

Design and rocket deployment of a trackable pseudo-Lagrangian drifter-based meteorological probe into the Lawrence/Linwood EF4 tornado and mesocyclone on 28 May 2019
Reed Timmer, Mark Simpson, Sean Schofer, Curtis Brooks
2024-02-08

торнадо EF4мезоциклонпсевдолагранжевский дрейфующий зондракетное развертываниеторнадический восходящий поток
Специально разработанный легкий, миниатюрный и отслеживаемый метеорологический зонд был запущен с помощью модельной ракеты в область притока торнадо EF4 с протяженной траекторией к югу от города Лоренс, штат Канзас, 28 мая 2019 года; зонд измерял поток в ядре торнадо. Ракета достигла апогея на высоте 439 м над уровнем земли, после чего с помощью парашюта непосредственно в вихрь торнадо был выпущен «псевдолагранжевый дрейфующий зонд». Во время первого оборота вокруг торнадо зонд достиг трехмерной (3D) скорости 85,1 м с−1, измерил дефицит давления −113,5 гПа с поправкой на высоту на высоте 475 м над уровнем моря и зарегистрировал скорость восходящего потока в торнадо 65,0 м с−1. Затем зонд перешел в среду, характеризующуюся более наклонным подъемом выше высоты 4300 м над уровнем моря, со скоростями до 84,0 м с−1, достигнув максимальной высоты 11 914 м над уровнем моря. Данные о давлении, температуре, относительной влажности, координатах GPS, ускорении, показаниях гироскопа и магнитометра с частотой 1 Гц передавались в реальном времени на наземную станцию до высоты 10 680 м над уровнем моря; зонд приземлился в 51 км к северо-востоку от места запуска. Зонд был обнаружен без повреждений, что связывают с конструкцией псевдолагранжевого дрейфующего устройства; затем для всего полета были загружены полные данные с более высоким разрешением и частотой 10 Гц. Этот новый метод развертывания и конструкция обеспечивают сбор данных в реальном времени изнутри торнадо, мезоциклона и нисходящего потока без необходимости извлекать зонды или направлять исследователей в циркуляцию для установки оборудования.
1
Лёгкий отслеживаемый псевдолагранжевский дрейфующий зонд был успешно доставлен ракетой во входной поток и ядро торнадо EF4 вблизи Лоуренса, штат Канзас.
2
После выхода из торнадо зонд вошёл в наклонный восходящий поток, достиг скоростей до 84,0 м с−1 и максимальной высоты 11 914 м над уровнем моря.
3
Данные о давлении, температуре, влажности, положении, движении и магнитном поле передавались в реальном времени с частотой 1 Гц до высоты 10 680 м; полные данные с частотой 10 Гц были впоследствии извлечены.
4
В течение первого оборота зонд измерил трёхмерную скорость 85,1 м с−1, скорректированный по высоте дефицит давления −113,5 гПа и торнадический восходящий поток 65,0 м с−1.
5
Неповреждённый зонд и дистанционный способ запуска позволяют получать данные в реальном времени внутри торнадо, мезоциклона и нисходящего потока без необходимости возвращать зонды или вводить исследователей в циркуляцию.

торнадо EF4 в районе Лоренс/Линвуд и связанный с ним мезоциклон, включая их ядровой поток и окружающую среду восходящего движения

трёхмерная кинематика и термодинамическая структура торнадического потока и последующего восходящего движения в мезоциклоне, включая скорость ветра, скорость восходящего потока, дефицит давления, высоту и траекторию

Publication Details
Publication Date
2024-02-08
Journal
Publisher
ISSN
Cited by
4
Access Type
Author Information
Authors
Reed Timmer
Mark Simpson
Sean Schofer
Curtis Brooks
Explore further
Open the scid.ai AI chat with a ready-made request: it will find papers on a similar topic and help build a literature review.
Find similar papers in the chat
Make a presentation
100%