一群机械工程专业的学生正在进行一个项目,该项目将把无人机飞入龙卷风中心,以努力更多地了解这些破坏性风暴的内部运作。
“警报器项目”的创始人沃伦·考西表示,这种更好的理解可以延长即将到来的龙卷风的预警时间。
“我们正在寻找超级单体雷暴中的模式,以区分哪些会产生龙卷风,哪些不会,”佐治亚州南方理工州立大学23岁的机械工程专业学生说道。
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他说,目前,最好的预警系统只能在龙卷风来临前提供12到13分钟的预警。“如果你正在淋浴,收到龙卷风警报但错过了,那你可能就倒霉了。”
了解可能引发龙卷风的具体条件组合也将使预报员能够减少误报。“误报率高达70%,”他说。“我们可以通过警告那些真正需要警告的风暴来消除‘狼来了’的情况。”
考西17岁时就开始追逐龙卷风。22岁时,他在俄克拉荷马州埃尔里诺附近经历了世界上有记录以来最大的龙卷风,并且一度只比蒂姆·萨马拉斯(一位在探索频道“风暴追逐者”节目中出现的人物)的车领先几辆车——之后萨马拉斯和他的儿子以及另一名男子在他们的汽车被风暴卷起并抛出时遇难。
考西说,那辆车“在那次事件之后几乎无法辨认了”。
追随先驱和受害者
萨马拉斯是一个名为“龙卷风中/附近战术气象仪器采样实验”(TWISTEX)的项目的创始人,该项目使用不同的仪器来收集构成龙卷风的要素的数据,包括风速和风向、湿度和大气压力。
“蒂姆·萨马拉斯一直是风暴研究领域的先驱,设计了地面探测器,”考西说。
“警报器”项目将在一个传感器包中使用一些TWISTEX仪器,该传感器包将测量气压、温度、重力加速度和相对湿度。
“传感器包被包裹在类似于防弹有机玻璃的材料中,”考西说。
这个想法与电影《龙卷风》中使用的小型可部署传感器非常相似。
“他们的想法其实不错,但当这部电影制作时,我们实际上并没有技术来做类似的事情,”他说,并补充说,这是首批能够收集龙卷风三维数据的仪器之一。
主体看起来有点像微型B-2隐形轰炸机,机身由泡沫航空玻璃纤维制成。该团队已经制作了几个原型,并将很快完成他们将用来飞入风暴的无人机,但考西表示,该团队可能需要多次尝试才能使其设计发挥作用。
为了资助设计和最大的开销——与风暴追逐相关的成本,如食物、汽油和酒店——该团队已经启动了一个 Kickstarter众筹活动 以帮助筹集资金。
“这有点让人紧张,但我们会看看会发生什么,”考西在谈到众筹活动时说。
团队成员——包括诺兰·伦斯福德和布伦特·布蒂耶——也是无人机爱好者,并且拥有制造遥控无人机的经验。
考西说,无人机可以在5到10英里的距离内通过GoPro摄像头进行遥控操作——这种情况可以限制可能导致像萨马拉斯和他的团队那样的悲剧发生的极端危险。
看,妈妈,不用再开卡车了
“我们将驾驶无人机而不是开着卡车进入龙卷风,”考西说。
“我妈妈对[追逐风暴]不太高兴,”他补充说。但是有了距离和遥控感应,他的父母对他的项目稍微放心了一些。
对于“警报器项目”来说,重要的是利用所谓的钩状回波,它实际上看起来像卫星照片上导致龙卷风的超级单体风暴中钩子内部的空间。这些区域通常受到风暴摄影师的青睐,他们利用这些区域相对平静和清晰的特点。考西说,他们将尝试引导无人机进入这些区域。
“这就像一条河里有一艘独木舟。我们只需将无人机放入流入区,让它将我们的无人机带入龙卷风,”他说。“我们的无人机也相当快,所以它能够应对这种情况。”
一旦进入龙卷风,无人机将开始像一块碎片一样行动,并且还将有助于收集关于碎片如何在风暴中加速和抛掷的信息。该传感器配备了GPS定位器,并将数据发送回可以通过手机或互联网接收的地方。
但该团队仍然希望最大限度地减少传感器本身的损坏,并在龙卷风过后更容易找到它。考西说,该小组将关注袭击开阔地且远离人口中心的龙卷风,因为它们会卷起较少的碎片,从而减少损坏设备的可能性。
“我们将明智地选择我们的龙卷风;我们不会选择进入人口稠密地区的龙卷风。”
但他表示,由于这是第一次尝试,目前尚不清楚它是否会按计划进行。该团队已经在强风和不太极端的风暴中试飞了原型机,其他团队也已经联系了他们,有兴趣了解该项目的进展情况。
“Kickstarter将使我们能够建造更多我们拥有的最终设计。我们可能需要多次尝试,”他说。
考西说,该团队将把数据提供给大学,并将其提供给其他任何人,只要该团队获得应有的荣誉。
他说,该项目名称具有双重含义——既指发出早期风暴警报的警报器,也指“希腊海中的塞壬”。
在古希腊传说中,塞壬是神话中的女性海洋生物,她们引诱水手跳入海中淹死。
“就像龙卷风有点吸引了我们一样,”考西谈到他对风暴的迷恋时说。“龙卷风唱着它们的塞壬之歌。”
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