在马里兰州贝尔茨维尔，一根不起眼的杆子安装在屋顶上，通过电线连接到下方建筑物内专业的计算机设备，正在帮助科学家精确定位雷暴期间闪电的位置。这些传感器与安装在华盛顿特区其他九个地方的相同设备协同工作，有望开启严重天气预测的新时代。
这些设备被称为华盛顿特区闪电测绘阵列（DC LMA），可以实时探测周围区域闪电发射的高频无线电波。
科学家越来越相信，云间闪电（发生在云层之间而不击中地面的闪电）的快速增加是严重天气的强烈预兆。研究表明，这些增加发生在事件发生前约 20 分钟，而目前龙卷风的平均提前预警时间为 13 分钟（气候连线，5 月 31 日）。
关于支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章，请考虑订阅我们屡获殊荣的新闻，以支持我们的工作 订阅。通过购买订阅，您将有助于确保有关当今塑造我们世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
到 2015 年，绕地球赤道运行的新卫星将负责探测这些闪电跃迁，这将使全国各地的气象学家在预测龙卷风和其他严重天气事件时更有信心。DC LMA 现在被用来培训气象学家解释这些新数据。
“我们正在利用这些地面观测来培训预报员，以便他们可以在卫星进入轨道后立即使用这些卫星，”国家海洋和大气管理局研究员斯科特·鲁德洛斯基说，他帮助运行该阵列。
“因为我们试图弥补这个差距，我们希望所有不同的操作用户都准备好在卫星启动后立即使用，”他说。
绘制危险的雷击
美国政府机构 NASA、NOAA 和新墨西哥矿业与技术学院赞助了该闪电阵列，而华盛顿特区大都市地区的学院和大学则托管了这些站点。该阵列于 2007 年开始运行，可以探测到距离其中心 120 英里以外的雷暴。
当闪电发射无线电波时，这些波会以不同的时间到达 DC LMA 的杆子上。然后，计算机能够三角定位闪电发生的确切位置和时间，并立即传输这些数据。
当同时发生多次风暴时，看到闪电频率的增加可以帮助预报员提高对严重天气预警的信心。
“当同时发生多次风暴时，预报员实际用于发出预警的时间有限，”鲁德洛斯基说。“这些数据真正提供的能力是确定我们此时应该关注哪些风暴。”
DC LMA 非常精确。上周，马里兰州安纳波利斯的一场雷击导致两名男子身受重伤。事后，鲁德洛斯基能够使用 DC LMA 数据创建可能导致伤害的雷击的 3D 图像。
“在不到一秒的时间内，我们就可以知道闪电何时发生，”鲁德洛斯基说。
驱动这项研究的另一个目标是“更好地告知公众，并尽可能让他们远离闪电的危险，”他补充说。“这些闪电测绘阵列实际上改变了应该担心闪电之前多久或多远的距离的标准。”
新卫星旨在为全国范围提供即时闪电数据
目前在美国有七个 LMA 网络，包括在龙卷风高发地区（如阿拉巴马州北部、俄克拉荷马城、科罗拉多州和西德克萨斯州）的阵列。但是，在全国范围内部署像 DC LMA 这样的技术会太昂贵 - 鲁德洛斯基估计，类似的阵列现在将花费大约 30 万美元。
相反，两颗新卫星将负责使美国各地的气象学家可以免费获得闪电跃迁数据。
地球静止运行环境卫星“R”系列（GOES-R），计划于 2015 年发射的下一批 NOAA 卫星，将搭载第一批地球静止闪电测绘仪。GOES-R 将使用光学探测器，而不是使用无线电波，这将测量云层亮度的差异以识别闪电跃迁。
光学探测器不如 DC LMA 精确，并且无法创建雷击的 3D 图像。但是，它们将能够绘制云间和云对地闪电的发生情况。
“您仍然能够以相同的方式定位闪电，因此我认为这不会对预报操作产生太大的影响，”马里兰大学气候与卫星合作研究所的研究助理达斯汀·谢伊说，他协助处理 DC LMA。
一旦 GOES-R 进入轨道，鲁德洛斯基希望开发一个自动化系统来捕捉发生的闪电跃迁，从而使气象学家更容易发布更快、更准确的严重天气预警。
“我们的想法是，在 GOES-R 时代......一旦卫星数据开始流动，预报员将具备这种能力，”他说。
经环境与能源出版有限公司许可，转载自气候连线。www.eenews.net, 202-628-6500