미국 국립 폭풍 연구소

국립중증폭풍실험실(NSSL)은 해양대기연구실 산하 국립해양대기청(NOAA) 기상연구실이다. 그것은 7개의 NOAA 연구소 중 하나이다.^[1]

NSSL은 그들의 HWT 또는 Hazard Weather Testbed에 있는 다양한 기술과 도구를 사용하여 오클라호마 노먼의 기상 레이더, 토네이도, 섬광 홍수, 번개, 바람, 우박, 겨울 날씨를 연구한다. NSSL 기상학자들은 기상 관측을 목적으로 최초의 도플러 레이더를 개발하여 NEXR-88D(WSR-88D) 개발에 기여하였다.

NSSL은 오클라호마 대학교의 Mesoscale 기상학 협동연구소(CIMMS)와 제휴를 맺고 학생들과 방문 과학자들의 연구 수행에 협력과 참여를 가능하게 한다.^[2] 연구소는 또한 오클라호마 주 노먼에 있는 국립 기상 센터(NWC)에 공동으로 위치한 폭풍 예측 센터(SPC), 국립 기상청 노먼 예보실과 긴밀히 협력하고 있다.^[2] NWC에는 오클라호마 대학, NOAA, 그리고 협력해서 일하는 주 기관들의 조합이 있다.

역사

1962년 미국 기상국의 국가 혹독한 폭풍 프로젝트(NSSP)의 연구팀이 미주리 주 캔자스시에서 오클라호마 주 노먼으로 이동했고, 1956년 코넬 항공 연구소는 3cm 연속파 도플러 기상 감시 레이더-1957(WSR-57)을 설치했다. 이 레이더는 토네이도에서 매우 높은 풍속을 감지하도록 설계되었지만 토네이도까지의 거리를 확인할 수 없었다. 1963년 노먼에 기상 레이더 연구소(WRL)가 설립되었고, 이듬해엔 기술자들이 펄스로 송신하도록 레이더를 수정했다. 펄스 도플러 레이더는 각 전송 펄스 사이의 데이터를 수신할 수 있어 안테나 2개가 필요하지 않고 거리 문제를 해결할 수 있다.^[3]

1964년, NSSP의 나머지 부분은 노먼으로 옮겨갔으며, 그곳에서 WRL과 합병하여 National Strong Storms Laboratory(NSSL)로 개칭되었다. 에드윈 케슬러 박사가 초대 감독이 되었다.^[3] 1969년, NSSL은 미국 공군으로부터 10cm의 펄스 도플러 레이더 잉여를 획득했다. 이 레이더는 1973년 토네이도의 전체 수명 주기를 스캔하고 촬영하는 데 사용되었다. 연구원들은 이 필름을 레이더의 속도 영상과 비교함으로써 토네이도가 필름에서 시각적으로 감지되기 전에 형성되기 시작하는 패턴을 발견했다. 연구원들은 이 현상을 토네이도 소용돌이 시그니처(TV)라고 명명했다.^[3] 이 레이더를 이용한 연구는 나중에 NWS NEXRAD WSR-88D 레이더 네트워크가 될 것이라는 개념으로 이어졌다. 1973년, 연구소는 오클라호마시티에서 서쪽으로 24km 떨어진 곳에 위치한 시마론 레이더라는 이름의 두 번째 도플러 기상 레이더를 의뢰했다. 이를 통해 NSSL은 두 레이더로 스톰을 동시에 스캔하면서 이중 도플러 실험을 수행할 수 있었다.^[3] 연구와 운영을 연계하려는 의도적인 결정으로 1997년 국립심각폭풍예측센터가 캔자스시티에서 노먼으로 이전하면서 그 명칭이 폭풍예측센터로 변경되었다.^[3] 이번 조치로 NSSL과 SPC 간 협업이 개선될 전망이다. 약 3년 후인 2000년에 첫 번째 NOAA 유해 기상 시험대(HWT) 스프링 실험이 실시되었다. 이것은 NWS로 운용 및 실험 모델과 알고리즘을 평가하는 연례 이벤트가 될 것이다.

조직

NSSL은 세 가지 주요 부서로 구성된다.

• 연구 개발 부문 전망
• 레이더 연구개발본부
• 경고 연구개발본부

연구 개발 예측

파셋

환경 위협의 연속(FACETs) 예측은 환경 위험 예측을 위한 차세대 과학, 기술 및 도구와 관련된 집중과 직접적인 노력을 돕는 광범위한 프레임워크 및 전략의 역할을 한다. FASETS는 그리드 기반 확률론적 위협, 폭풍우 척도 관찰 및 지침, 예측자, 위협 그리드 도구, 유용한 출력, 효과적인 대응 및 검증을 다룬다.

경고-온-예측

WoF(Warn-on-Forcast) 연구 프로젝트는 다양한 공간과 시간 척도로 FACET에 대한 일련의 기술을 전달하는 것을 목표로 한다. WoF는 토네이도, 큰 우박, 국지적인 강우량 등 폭풍우 규모의 현상을 정확하게 예측하는 컴퓨터 모델 예측을 목표로 하고 있다. Warn-on-Forecast가 성공할 경우 예측은 리드 타임을 2배에서 4배까지 향상시킬 수 있다.

NSSL-WRF

기상 연구 및 예보(WRF) 모델은 기상 연구와 예측 공동체 간의 협업의 산물이다. 연구와 운영 사이의 인터페이스에서 일하는 NSSL 과학자들은 WRF 개발 노력에 일부 주요 기여자였으며 WRF의 운영 구현과 테스트를 지속적으로 제공해 왔다. NSSL WRF는 강수량, 번개 위협 등의 4km 해상도에서 매일 1~36시간의 실시간 실험예보를 생성한다.

WoF 토네이도 위협 예측

WoF 토네이도 위협 예측(WoF-TTP)은 개별 대류 폭풍과 그 토네이도 잠재력을 예측하기 위해 0~1시간, 1km의 고해상도 컴퓨터 모델을 개발하는 연구 프로젝트다. WoF-TP를 통한 토네이도 경고의 향후 평균 리드 타임은 40-60분이다. WoF-TP 목표를 달성하기 위해 개발된 기술과 과학은 큰 우박과 해로운 바람과 같은 다른 대류성 기상 위협의 예측을 개선하기를 희망한다.

NME

NSSL의 메소스케일 앙상블(NME)은 실험 분석 및 단거리 앙상블 예측 시스템이다. 이러한 예측은 기상 캐스터가 환경을 3-D 시간별로 분석하는 데 사용하도록 설계되었다.

Q2

국가 모자이크 및 다중 센서 정량적 강수량 추정(NMQ) 시스템은 레이더에서 위성에 이르는 관측 시스템을 국가 규모로 결합해 강수량 예측을 산출한다. NMQ의 프로토타입 QPE 제품은 강수량 추정에 가장 효과적인 멀티 센서 기술을 결합한 차세대 제품인 "Q2"로도 알려져 있다.

넥스트래드

NSSL 과학자들은 NEXRAD라고도 알려진 Weather Surveillance Radar - 1988 Doppler (WSR-88D) 레이더 개발을 도왔다. 1974년 노르만에서 최초의 도플러 기상 레이더가 가동된 이후, NSSL은 그 기능성을 확장하기 위해 노력해왔으며, NOAA 국립 기상청(National Weather Service, NWS)에 도플러 기상 레이더가 이제 캐스팅 도구로서 중요하다는 것을 증명했다. NWS는 현재 158개의 NEXRAD 네트워크를 보유하고 있다.

이중 극성 기상 레이더(이중 극성)

이중극화(이중극) 레이더 기술은 진정으로 NOAA 차원의 성과다. NSSL은 거의 30년 동안 이 기술을 연구하고 개발했다. 국립기상청(NWS)과 NSSL은 NWS 레이더 운영센터의 엔지니어들이 시험한 수정 사양을 개발했다. NWS 경고 결정 훈련 지부는 이 기술을 사용할 모든 NWS 예측자에게 적시에 관련 교육을 제공했다. 개량된 레이더는 14개의 새로운 레이더 제품을 제공하여 강수량의 종류와 강도를 더 잘 판단할 수 있으며 토네이도가 지상에 있어 피해를 주고 있음을 확인할 수 있다. 듀얼 폴은 도플러 레이더가 1990년대 초반 처음 설치된 이후 국내 레이더망에 가장 큰 폭으로 향상된 것이다.

다기능 단계 배열 레이더(MPAR)

350대 이상의 FAA 레이더와 2025년까지 국내 도플러 기상 레이더 중 거의 150대를 교체하거나 사용 수명을 연장해야 할 것이다. 단계별 배열 레이더는 항공기를 추적하기 위해 수년간 군에 의해 사용되어 왔다. NSSL의 MPAR 프로그램은 항공기 감시와 기상 감시 기능을 모두 하나의 레이더로 결합할 수 있는지 조사 중이다. 이러한 다양한 레이더 시스템의 운용 요건을 단일 기술 솔루션과^[buzzword] 결합하면 재정 절감 효과가 발생하고, 최종 결과가 더 큰 리소스는 더 적어질 것이다.^{[citation needed]}

모바일 레이더

NSSL의 연구원들은 몇몇 대학들과 팀을 이루어 이동식 도플러 레이더, 즉 트럭 뒤에 장착된 도플러 레이더를 만들었다. 이동 레이더는 WSR-88D 레이더의 빔 아래로 낮은 레벨에서 대기를 스캔하기 위해 폭풍이 발달함에 따라 제자리에 운전될 수 있다. NSSL은 토네이도, 허리케인, 먼지 폭풍, 겨울 폭풍, 산악 강우, 그리고 심지어 생물학적 현상을 연구하기 위해 이동식 레이더를 사용해왔다.

경고 연구 개발

파셋

환경 위협의 연속(FACETs) 예측은 환경 위험 예측을 위한 차세대 과학, 기술 및 도구와 관련된 집중과 직접적인 노력을 돕는 광범위한 프레임워크 및 전략의 역할을 한다. FACET는 그리드 기반 확률론적 위협, 폭풍우 척도 관찰 및 지침, 예측자, 위협 그리드 도구, 유용한 출력, 효과적인 대응 및 검증을 다룬다.

미러시스

The Multi-Year Reanalysis Of Remotely-Sensed Storms (MYRORSS – pronounced “mirrors”) NSSL and the National Climatic Data Center (NCDC) to reconstruct and evaluate numerical model output and radar products derived from 15 years of WSR-88D data over the coterminous U.S. (CONUS). 이 연구의 최종 결과는 심각한 기상 진단과 기후 정보를 포함하여 다양한 범위의 애플리케이션을 포함하는 풍부한 데이터 집합이 될 것이다.

유해 기상 테스트베드

NOAA의 HWT(Hazard Weather Testbed)는 국립기상센터 내 오클라호마 대학 캠퍼스 내 NSSL, 폭풍예측센터(SPC), 국립기상청 오클라호마시/노먼기상예측소(OUN)가 공동으로 관리하고 있다. HWT는 유망한 새로운 기상학적 통찰력과 기술의 미국 전역의 위험한 중간 규모 기상 사건에 대한 예측과 경고의 진전으로의 전환을 가속화하기 위해 고안되었다.

동작 중인 위협

NOAA 위험 기상 시험대에서 시험 중인 새로운 경고 방법론 중 하나는 "위협-인-모션"(TIM) 개념이다. TIM 경고 그리드는 매 분마다 업데이트되며 폭풍의 경로를 따라 계속 이동한다. TIM은 위험 하류의 모든 위치에 유용한 리드 타임을 제공하고, 위협이 이미 지나간 영역에서 경고를 지속적으로 제거할 수 있는 이점이 있다.

플래시

Flooded Locations And Simulated Hydrographs Project (FLASH)는 플래시 홍수 경고의 정확성과 시기를 개선하기 위해 2012년 초에 시작되었다. 플래시(FLASH)는 NMQ/Q2 프로젝트에서 예측 모델, 지리 정보, 실시간 고해상도 정확한 강우량 관측을 사용하여 1km/5분 분해능으로 플래시 홍수 예측을 작성한다. 플래시 프로젝트 개발은 NSSL의 Stormscale Hydrometeorology와 Hydromodeling Groups의 회원들과 오클라호마 대학의 HydroS 연구소의 활발한 협업이 계속되고 있다.

CI-FLOW

해안 및 내륙 홍수 관측 및 경고(CI-FLOW) 프로젝트는 노스캐롤라이나 해안 지역에 대한 해안과 내륙 홍수의 결합 효과를 예측하는 실증 예측이다. CI-FLOW는 강우, 강 흐름, 파도, 조수와 폭풍의 파도 사이의 복잡한 상호 작용과 그것들이 어떻게 해양과 강 수위에 영향을 미치는지 포착한다. NSSL은 NOAA National Sea Grant의 지원을 받아 크고 독특한 학제간 팀을 이끌고 있다.

의사 결정 지원

NWS 예보관을 지원하기 위한 노력의 일환으로, NSSL은 심각한 기상 상황을 더 빠르고 정확하게 진단하기 위한 방법과 기술을 조사한다.

AWIPS2

NSSL에는 제품 평가에 사용할 수 있는 10개 이상의 NWS 워크스테이션(AWIPS2)이 있다. NSSL은 이 AWIPS2 관측소를 사용하여 향후 NWS 예측 사무소에서 사용할 수 있는 경고 제품 및 기법을 시험하고 시연한다.

WDSS-II

1990년대에 NSSL은 NWS 경고 기능을 강화하기 위해 경고 결정 지원 시스템을 개발했다. NSSL은 차세대 WDSS-II(경고 결정 지원 시스템: 통합 정보/NMQ) - 다중 레이더의 데이터 스트림, 표면 및 상층 공기 관측, 낙뢰 탐지 시스템, 위성 및 예측 모델 등을 신속하게 결합하는 도구. 이 개선 및 확장된 시스템은 결국 다중 레이더 다중 센서(MRMS) 시스템으로 국립 기상청 운영으로 옮겨질 것이며, NOAA 내에서 의사결정 능력 향상을 위한 혹한 및 강수 제품을 자동으로 생산하게 될 것이다.

NSSL: 온디맨드

NSSL: 주문형(On-Demand)은 WDSS-II를 기반으로 한 웹 기반 툴로, 구글 어스 위성 영상에 레이더로 탐지된 순환이나 우박을 매핑해 언제 어디서 혹독한 날씨가 발생했는지 확인하는 데 도움을 준다. 2011년 4월 27일 토네이도 발생으로 피해를 입은 사람들을 포함한 국립 기상청 예보관실은 이 사진들을 행사 후 피해 조사를 계획하는 데 사용한다. 긴급구조요원들은 온디맨드 방식으로 피해지역의 고해상도 거리 지도를 제작해 보다 효과적으로 구조·복구 노력과 피해평가를 시작할 수 있다.

NSSL 개발 연구소

NSSL의 Development Lab에는 벽걸이형 플라즈마 스크린 디스플레이 4개와 최소 10대의 작업대를 위한 충분한 공간이 있다. 점심시간 '갈색 가방' 토론과 기타 회의를 위해 방 한가운데 커다란 원형 테이블이 자리 잡고 있다. 연구자, 예보관, 개발자들은 연구실을 팀으로서 새로운 플랫폼과 기술을 실시간으로 평가하기 위해 이용하고 있다. 실험실의 워크스테이션은 듀얼 폴 및 단계 어레이 레이더를 포함한 고유한 데이터 소스를 시각화하고 통합할 수 있도록 빠르게 조정할 수 있다.

NMQ

NSSL은 강수량, 장소 및 유형을 더 잘 예측하고 예측하기 위한 새로운 기술, 전략 및 응용 프로그램의 창조를 위한 강력한 연구 개발 도구를 만들었다. 국가 모자이크 및 다중 센서 정량적 강수량 추정 시스템(NMQ)은 국가 규모의 레이더에서 인공위성에 이르는 관측 시스템을 조합해 강수량 예측을 산출한다.

MRMS

MRMS 시스템은 경고 결정 지원 시스템 - 통합 정보(WDSS-II)와 국가 모자이크 정량적 강수량 추정 시스템의 제안된 운영 버전이다.

MRMS는 다중 레이더의 데이터 스트림, 표면 및 상층 공기 관측, 낙뢰 탐지 시스템, 위성 및 예측 모델 등을 신속하고 지능적으로 통합하는 자동화된 알고리즘을 갖춘 시스템이다. 우박, 바람, 토네이도, 정량적 강수량 추정 예측, 대류, 결빙, 난류 진단에 대한 보조를 제공하는 2차원 다센서 제품도 많다. MRMS 시스템은 혹한기 예보 및 경고, 수문학, 항공, 수치적 기상 예측을 개선하기 위한 의사결정 능력 향상을 위해 혹한기 및 강수 제품을 생산하기 위해 개발되었다.

3D-VAR

NSSL/CIMMS의 날씨 적응형 3차원 가변 데이터 동화(3DVAR) 시스템은 슈퍼셀 뇌우를 자동으로 감지하고 분석한다. 3DVAR 시스템은 국가 WSR-88D 레이더 네트워크와 NCEP의 북미 메소스케일 모델 제품의 데이터를 사용하여 뇌우 활동 영역을 자동으로 찾는다. 이들 지역에서 매 5분마다 1km 해상도에서 슈퍼셀 뇌우를 나타내는 심층 회전 업스트래프트를 식별할 수 있다.

현장 실태 조사

국가스키협회는 기상 데이터를 수집하기 위한 현장 연구 프로젝트에 참여하여 뇌우 행동과 뇌우 위험에 대한 지식을 높인다.

야간 고도 대류 (PECAN) (2015)

PECAN은 야간 대류에 초점을 맞춘 광범위한 현장 프로젝트였다. PECAN은 2015년 6월 1일부터 7월 15일까지 오클라호마 북부, 캔자스 중부, 중남부 네브라스카 지역으로 실시되었다.

VOCTS2(2009-2010)

NSSL은 2009-2010년 토네이도에서 회전의 기원 검증에 참여했는데, 이 프로젝트는 소규모 운동학, 대기 변수, 토네이도가 언제 형성되는지 그리고 왜 형성되는지를 연구하는 광범위한 프로젝트였다. 국립해양대기청(NOAA)과 국립과학재단(NSF)은 토네이도가 발생할 수 있는 천둥번개를 동반한 전 세계 100여 명의 과학자와 학생, 직원들을 지원했다.

보텍스(1994-1995)

토네이도 EXPERIMENT에서 회전의 기원 검증은 토네이도 형성의 원인에 대해 현재 진행 중인 여러 가지 질문을 검증하기 위해 고안된 2년간의 프로젝트였다. 새로운 이동식 도플러 레이더가 사용되었고 몇몇 토네이도 폭풍에 대한 혁신적인 데이터를 제공했다.

토토(1981-1987)

NOAA 환경 연구소의 과학자들이 개발한 TOTABLE TOrnado 천문대(TOTOTO)는 데이터를 기록할 수 있는 장치와 함께 음압계, 압력 센서, 습도 센서를 갖춘 55갤런짜리 배럴이었다. 이론적으로, 팀은 토네이도의 경로에 있는 픽업 뒤쪽에서 토토를 굴려내고, 기구를 켜고, 길을 비켜갈 것이다. 여러 그룹이 수년에 걸쳐 토토를 배치하려 했지만 직접적인 타격을 받은 적은 없었다. 가장 가까운 토토는 1984년 약한 토네이도의 가장자리에 편승되어 넘어졌을 때 성공하였다. 토토는 1987년에 은퇴했다.

프로젝트 러프 라이더(1980년대)

항공기는 1960년대, 1970년대, 1980년대 초에 난기류를 측정하기 위해 뇌우 속으로 날아갔다. 이 데이터는 단기 난류 예보를 개선하는 것을 목표로 폭풍우 메아리와 난류가 어떻게 연관되어 있는지 이해하기 위해 인근 WSR-57의 강우 강도 측정과 결합되었다.

관찰

현장 관찰 시스템

모바일 메소넷

NSSL과 오클라호마 대학의 과학자들과 기술자들은 그들의 첫 번째 MM(Mobile Mesonet, MM) 차량, 즉.k.a를 만들었다. "1992년"^[4] 탐침은 지붕 선반 위에 설치된 기상악기 세트와 내부에 컴퓨터와 통신장비가 있는 개조된 미니밴이다. NSSL 과학자들은 온도, 압력, 습도 및 바람을 측정하기 위해 폭풍과 폭풍 환경을 통과하도록 한다.

2차원 비디오 거리계(2DVD)

NSSL의 2DVD는 두 개의 다른 각도에서 고속 비디오 사진을 찍는데, 하늘에서 떨어지는 어떤 것이라도 시야를 통해(빗방울, 우박, 눈 등) 촬영한다. 강우량, 강우량 및 크기 분포, 그 밖의 강수량 식별 알고리즘의 정확도를 좁히는 데 유용한 파라미터를 측정하여 극지방 레이더 연구에 사용된다.

휴대용 관측 장치(POD)

NSSL은 온도, 압력, 습기, 풍속, 방향을 측정하는 센서와 파르시벨(Parsivel, SIze, Velocity) 디도미터라는 기구를 탑재한 소형 휴대용 기상 플랫폼을 탑재했다. 이것들은 현장, 뇌우 안과 주변에 빠르게 배치될 수 있다.

풍선

NSSL은 특별한 연구용 기상 관측 기구 시스템을 뇌우 속으로 발사한다. 풍선에 부착된 센서 패키지의 측정은 연구용 항공기가 비행하기에 너무 위험한 것으로 판명된 폭풍 내부의 상태에 대한 데이터를 제공한다.

입자 크기 이미지 및 속도 프로브(PASIV)

PASIV는 뇌우 속으로 발사되어 위로 떠오를 때 물과 얼음 입자의 이미지를 포착하기 위해 고안된 기구다. 이 기구는 풍선에 차례로 연결된 다른 기구의 "열차"의 일부로 비행된다. 이러한 다른 계측기는 전기장 강도 및 방향과 온도, 이슬점, 압력 및 바람과 같은 다른 변수를 측정한다.

협업 저온 이동프로그래밍 시스템(CLAMPS)

NSSL은 상업적으로 이용 가능한 센서를 이용한 이동식 트레일러 기반 경계층 프로파일링 시설을 갖추고 있다. CLAMPS에는 도플러 라이다, 다채널 마이크로파 방사선계, 대기 방출 광도 간섭계(AERI)가 있다. CLAMPS는 지구 표면 근처의 온도, 습도 및 바람 프로필에 대한 NOAA/NWS 작동 및 연구 요구를 충족한다.

전기장계(EFM)

NSSL의 현장 관찰 시설 및 지원 단체(FOFS)는 특수 연구 풍선에 부착되어 뇌우 속으로 발사되는 전기장계(EFM)라는 장치를 다른 기구와 함께 담당한다. 이러한 EFM은 전기화된 폭풍을 통해 운반되기 때문에 번개가 치기 전에 축적되는 전기장의 강도와 방향을 측정하기 위해 설계된다. 이 기구의 데이터는 연구자들이 폭풍의 전기 구조에 대해 더 많이 알 수 있도록 돕는다.

이동 실험실

NSSL은 컴퓨터와 통신 시스템, 풍선 발사 장비, 기상 기구 등을 갖춘 NSSL6와 NSSL7이라는 두 개의 이동식 실험실(구급차 회사가 지은 고객)을 운영하고 있다. 이러한 모바일 랩은 데이터를 수집하거나 현장 운영을 조정하기 위해 신속하게 배치할 수 있다.

모바일 도플러 레이더

오클라호마 대학의 NSSL 연구원들은 1993년에 최초의 이동식 도플러 레이더를 만들었다. 현재 버전의 이동식 레이더(예: NSSL의 NOXP)는 폭풍에 매우 가까운 위치로 구동될 수 있으며, 일반적으로 더 먼 WSR-88D 레이더의 빔을 볼 수 없는 세부사항을 관찰한다. NSSL은 또한 토네이도, 허리케인, 먼지 폭풍, 겨울 폭풍, 산악 강우, 그리고 심지어 생물학적 현상을 연구하기 위해 이동식 레이더를 사용했다.

고정 관측 시스템

OKLMA(Oklama Flight Mapping Array)

NSSL은 OKLMA를 설치, 작동 및 유지 관리한다. 수천 개의 지점을 개별 번개 플래시에 매핑하여 그 위치와 구조 개발을 밝힐 수 있다. NSSL 과학자들은 폭풍이 클라우드 내부와 클라우드 대 지상 섬광을 생성하는 방법과 각 유형이 토네이도 및 다른 혹독한 날씨와 어떻게 관련되어 있는지에 대해 더 많이 알기를 바라고 있다.

위성

NSSL의 연구원들은 빠르게 성장하는 구름을 식별하기 위해 GOS 위성 데이터를 사용하는 제품을 연구하고 있으며, 이는 뇌우가 발전하고 있음을 나타낸다. 그들은 또한 폭풍의 향후 심각성을 예측하기 위해 바람의 전단과 주변 환경의 안정성을 추정하는 제품들을 연구하고 있다.

경계층 프로파일러

NSSL은 국립기상센터 상부에 장착된 특수기기를 사용하여 대기 중 최저 1~2km(경계층)의 열역학적 특성을 측정할 수 있다. 연구자들은 경계층의 구조, 얕은 대류 구름 과정, 구름, 에어로졸, 방사선, 강수량과 열역학적 환경, 혼합상 구름 등의 상호 작용에 대해 더 알아보기 위해 데이터를 연구한다. 기후 및 기상 예측에 사용되는 것과 같은 수치 모델은 이 모든 영역에서 불확실성이 크다. 연구자들은 또한 이러한 과정에 대한 우리의 이해와 표현을 향상시키기 위해 이러한 관찰을 사용한다.

면도

NSSL은 또한 사람들의 관찰을 사용한다! 학생이 주로 운영하는 NHSL/CIMMS 중증위험도분석 및 검증실험(SHAVE)은 전화조사를 통해 우박, 바람 피해, 플래시 홍수 보고서를 수집한다. SAIDE 보고서는 NWS가 수집한 자발적 보고서와 결합하면 심각하고 심각하지 않은 날씨 사건에 대한 독특하고 포괄적인 데이터베이스를 만들고 미국의 심각한 폭풍 위협에 대한 기후학적 정보를 강화한다.

mPING

또 다른 방법은 NSSL이 공중 관측을 사용하는 것이다. 그것은 지상근처의 기상현상 식별(mPING (mPING) 자원봉사자들은 모바일 앱(iOS, Android)을 통해 자신의 위치에서 지상에 도달하고 있는 강수량을 보고할 수 있다. 연구자들은 강수량 보고서를 이중극화 레이더 데이터에 의해 감지되는 것과 비교하여 강수량 식별 알고리즘을 정교하게 한다.

시뮬레이션

NSSL 연구원들은 환경의 변화가 뇌우의 행동에 어떤 영향을 미칠 수 있는지를 연구하기 위해 뇌우를 시뮬레이션할 수 있는 컴퓨터 모델을 만들었다. 그들은 또한 연구와 NWS 운영에 사용되는 WRF(Weather Research and Predict) 모델의 개발에 기여한다.

NSSL WRF

기상 연구 및 예보(WRF) 모델은 기상 연구와 예측 공동체 간의 독특한 협업의 산물이다. 최첨단 연구에 적합하지만 일선 예보관을 위한 고해상도 안내를 적시에 제작할 수 있을 만큼 효율적으로 운영된다. 연구와 운영의 접점에서 일하면서, NSSL 과학자들은 WRF 개발 노력에 주요한 기여를 해왔고 WRF의 운영 구현과 시험에서 계속해서 리더십을 제공하고 있다. NSSL WRF는 강수량, 번개 위협 등의 4km 해상도에서 매일 1~36시간의 실시간 실험예보를 생성한다.

콤마스

NSSL COMMAS(Collaborative Model for Multiscale Aircraft Simulation)는 보다 면밀한 연구를 위해 뇌우를 재현하는 데 사용되는 3D 클라우드 모델이다. COMMAS는 과거 사건으로부터 레이더 데이터와 번개 데이터를 수집할 수 있다. 연구자들은 COMMAS를 사용하여 폭풍의 마이크 물리학적 구조와 진화, 그리고 마이크 물리학과 폭풍 전기의 관계를 탐구한다. 그들은 또한 COMMAS를 사용해 2004년에 마을의 많은 부분을 파괴한 캔자스 슈퍼셀 그린스버그의 초기 토네이도 단계와 같은 중요한 사건들의 다른 단계들을 시뮬레이션한다.

플래시

Flooded Locations And Simulated Hydrographs Project(플래시)는 NMQ/Q2 프로젝트의 고해상도 정확한 강우량 관측의 시연과 실시간 가용성에 주로 대응하여 2012년 초에 시작되었다. 플래시(FLASH)는 NMQ 강제력을 이용해 직접 전방 시뮬레이션을 통해 1km/5분 분해능으로 플래시 홍수 예측을 하는 새로운 플래시 홍수 예측 패러다임을 도입했다. 플래시 프로젝트의 1차 목표는 미국의 플래시 홍수 경고의 정확성, 시기, 특수성을 향상시켜 인명 구조와 인프라 보호에 있다. 플래시 팀은 목표 달성을 위해 학제간, 협력적 접근법을 사용하는 연구원들과 학생들로 구성되어 있다.

테스트베드

유해 기상 테스트베드

NOAA의 HWT(Hazard Weather Testbed)는 국립기상센터 내 오클라호마 대학 캠퍼스 내 NSSL, 폭풍예측센터(SPC), 국립기상청 오클라호마시/노먼기상예측소(OUN)가 공동으로 관리하고 있다. HWT는 유망한 새로운 기상학적 통찰력과 기술의 미국 전역의 위험한 중간 규모 기상 사건에 대한 예측과 경고의 진전으로의 전환을 가속화하기 위해 고안되었다.

국가 기상 레이더 테스트베드

NOAA의 국가 기상 레이더 테스트베드(National Weather Radar Testbed, NWRT)는 오클라호마 주 노먼에서 테스트 및 평가 중인 단계별 배열 레이더(PAR)이다. NWRT는 다기능 단계 어레이 레이더(MPAR)로서 항공기 추적, 풍력 프로파일링, 기상 감시를 동시에 수행할 수 있는 가능성을 입증하기 위해 설립되었다. NWRT의 발전된 능력은 혹독한 날씨에 대한 더 나은 경고로 이어질 수 있다.

참고 항목

• 유럽 중풍 연구소(ESSL)
• NEXRAD 레이더 운영 센터(ROC)
• 폭풍 쫓기
• 일기예보
• 기상 레이더

참조

추가 읽기

• Kessler, Edwin (1 Jan 1977). National Severe Storms Laboratory: Program and history. University of Michigan Library. ASIN B0037CF8U0.

외부 링크

• 미국 국립 폭풍 연구소
• 국립기상센터
• 국립 기상 센터(National Weather Center, NWC)의 NOAA 직원