Μπορεί να είναι δύσκολο να προβλέψουμε πόσο χιόνι θα πέσει κατά τη διάρκεια των χειμερινών καταιγίδων, κυρίως λόγω της παρόμοιας εμφάνισης περιοχών με βαρύ χιόνι και μικτές βροχοπτώσεις στις εικόνες ραντάρ καιρού.
Για την επίλυση αυτού του ζητήματος, οι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας δημιούργησε μια νέα μέθοδο για την απρόσκοπτη ενσωμάτωση τυπικών εικόνων ραντάρ καιρού και δεδομένων σχετικά με τον τύπο της βροχόπτωσης. Αυτή η μέθοδος επιτρέπει στους μετεωρολόγους και τους επιστήμονες της ατμόσφαιρας να κάνουν γρήγορα και εύκολα τη διαφοροποίηση μεταξύ βαριάς χιονόπτωσης και μικτής βροχόπτωσης και ενισχύει την κατανόησή τους για τη δυναμική των χειμερινών καταιγίδων.
Η νέα μέθοδος, γνωστή ως «σίγαση εικόνας», κάνει πιο αισθητές περιοχές μόνο με χιόνι ή μόνο βροχή, μειώνοντας την οπτική προβολή της μικτής βροχόπτωσης στις κινούμενες εικόνες ραντάρ. Βασίζεται κυρίως στην ενσωμάτωση δύο πηγών πληροφοριών σε μια οπτική οθόνη: ανακλαστικότητα ραντάρ και συντελεστής συσχέτισης.
Η ανακλαστικότητα υποδεικνύει την ένταση της βροχόπτωσης που ανιχνεύεται από το ραντάρ. Οι τιμές των συντελεστών συσχέτισης υποδεικνύουν τη συνοχή των σχημάτων και των μεγεθών των σωματιδίων κατακρήμνισης μέσα σε μια καταιγίδα.
Η Laura Tomkins, υποψήφια διδάκτορας στο Κέντρο Γεωχωρικών Αναλύσεων του NC State και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, είπε: «Για τους επιστήμονες που μελετούν χιονοπτώσεις από χειμερινές καταιγίδες, η σίγαση εικόνας βοηθά να διασφαλιστεί ότι αναλύουν τα σωστά χαρακτηριστικά."
«Οι τιμές της ανακλαστικότητας και των συντελεστών συσχέτισης, ωστόσο, συνήθως αντιστοιχίζονται ως ξεχωριστά προϊόντα. Ο τρόπος με τον οποίο λειτουργεί είναι ότι οι μετεωρολόγοι γυρίζουν εμπρός και πίσω μεταξύ της ανακλαστικότητας και του συντελεστή συσχέτισης για να δουν πού είναι η μικτή βροχόπτωση».
«Ενώ η επανειλημμένη εναλλαγή μεταξύ των χαρτών είναι αρκετά επαχθής, η παρακολούθηση των μεταβαλλόμενων σχημάτων των κινούμενων αντικειμένων είναι ιδιαίτερα δύσκολη».
Οι επιστήμονες επινόησαν έναν τρόπο για να προσδιορίσουν τις περιοχές μιας χειμερινής καταιγίδας με τιμές χαρακτηριστικές για μικτές βροχοπτώσεις για να μειώσουν το βάρος της διανοητικής σύγκρισης τιμών ανακλαστικότητας και συντελεστών συσχέτισης καθώς οι καταιγίδες αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου και της γεωγραφίας. Στη συνέχεια άλλαξαν την εμφάνιση αυτών των περιοχών σε συμβατικούς κινούμενους χάρτες ανακλαστικότητας, μετατρέποντάς τους σε κλίμακα του γκρι ενώ το υπόλοιπο του χάρτη παρέμεινε σε χρωματική κλίμακα που είναι προσβάσιμη σε αχρωματοψίες και εμφανίζει την ένταση της βροχόπτωσης.
Τόμκινς λέει, «Δεν θέλαμε να απαλλαγούμε από το λιώσιμο [από τον χάρτη] εντελώς, απλώς μειώστε την οπτική του προβολή. Μας δίνει την αυτοπεποίθηση να πούμε, ξέρουμε ότι αυτό δεν είναι βαρύ χιόνι επειδή είναι μολυσμένο με λιώσιμο».
«Οι μετεωρολόγοι ενδιαφέρονται για το πόσο χιόνι θα πέσει και πότε, αλλά οι μικτές βροχοπτώσεις είναι επίσης επικίνδυνες».
«Εξ ου και η σημασία της απλής σίγασης της μικτής βροχόπτωσης με μια κλίμακα του γκρι αντί να την αφαιρέσουμε από τον χάρτη. Η τεχνική, που αναπτύχθηκε ειδικά για την ανάλυση της χιονόπτωσης κατά τη διάρκεια των χειμερινών καταιγίδων, θα βοηθήσει τους ατμοσφαιρικούς επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα πού εμφανίζονται οι ζώνες χιονιού και γιατί, και [αυτή η έρευνα θα οδηγήσει] στη βελτίωση των προβλέψεων χιονόπτωσης. Το σχεδιάσαμε για την ανάλυση χιονιού μας, αλλά έχει επίσης πιθανές εφαρμογές για μετεωρολόγους."
«Για τον μέσο άνθρωπο που ελέγχει τους μετεωρολογικούς χάρτες για να σχεδιάσει την ημέρα του, η σίγαση εικόνας θα τον βοηθούσε να κατανοήσει καλύτερα πού και πότε να περιμένει μεταβάσεις από τη βροχή και το χιονόνερο στο χιόνι. Μπορεί να βρέχει τώρα, αλλά θα γίνει χιόνι;» Συγκεκριμένα, η μέθοδός της χρησιμοποιεί πληροφορίες σχετικά με τα σωματίδια βροχόπτωσης που μετρήθηκαν από το ραντάρ, αντί για παρατηρήσεις της θερμοκρασίας, οι οποίες συνήθως χρησιμοποιούνται για να συναγάγουν τον τύπο βροχόπτωσης στους χάρτες καιρού».
«Ως τεχνική οπτικοποίησης, η σίγαση εικόνας μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε άλλες ερευνητικές εφαρμογές, όπως η μείωση της οπτικής προβολής των δεδομένων που σχετίζονται με υψηλή αβεβαιότητα. Η τεχνική είναι ελεύθερα διαθέσιμη για χρήση από άλλους».
Αναφορά στο περιοδικό:
- Laura Μ. Tomkins et al. Σίγαση εικόνας μικτής βροχόπτωσης για τη βελτίωση της αναγνώρισης περιοχών με πυκνό χιόνι στα δεδομένα ραντάρ. Τεχνικές Ατμοσφαιρικής ΜέτρησηςΕ DOI: 10.5194/amt-15-5515-2022
