זה יכול להיות מאתגר לחזות כמה שלג יירד במהלך סופות חורף, בעיקר בשל המראה הדומה של אזורים של שלג כבד ומשקעים מעורבים בתמונות מכ"ם מזג האוויר.
כדי לפתור בעיה זו, חוקרים ב אוניברסיטת צפון קרוליינה יצרה שיטה חדשה לשילוב חלק של תמונות מכ"ם מזג אוויר סטנדרטיות ונתונים על סוג המשקעים. שיטה זו מאפשרת לחזאי מזג אוויר ולמדעני אטמוספירה להבדיל במהירות ובקלות בין שלג כבד למשקעים מעורבים ומשפרת את הבנתם את הדינמיקה של סופות חורף.
השיטה החדשה, המכונה "השתקת תמונה", הופכת אזורים של שלג בלבד או רק גשם בולטים יותר על ידי הפחתת הבולטות החזותית של משקעים מעורבים בתמונות מכ"ם נעות. הוא מסתמך בעיקר על שילוב שני מקורות מידע לתצוגה חזותית אחת: רפלקטיביות מכ"ם ומקדם מתאם.
רפלקטיביות מציינת את עוצמת המשקעים שזוהתה על ידי מכ"ם. ערכי מקדם מתאם מציינים את העקביות של הצורות והגדלים של חלקיקי משקעים בתוך סערה.
לורה טומקינס, מועמדת לדוקטורט במרכז לניתוח גיאו-מרחבי של NC State והמחברת הראשית של המחקר, אמרה, "למדענים שלומדים שלג מסופות חורף, השתקת תמונה עוזרת להבטיח שהם מנתחים את התכונות הנכונות."
"עם זאת, ערכי רפלקטיביות ומקדם מתאם בדרך כלל ממופים כמוצרים נפרדים. הדרך שבה זה עובד היא שחזאים מתהפכים קדימה ואחורה בין רפלקטיביות ומקדם מתאם כדי לראות היכן המשקעים המעורבים נמצאים".
"בעוד שמעבר חוזר בין מפות מכביד מספיק, מעקב אחר צורות משתנות של עצמים נעים הוא מאתגר במיוחד."
מדענים המציאו דרך לזהות אזורים של סערת חורף עם ערכים אופייניים למשקעים מעורבים כדי להפחית את הנטל של השוואה מנטלית של ערכי רפלקטיביות ומקדם מתאם כאשר סערות משתנות עם הזמן והגיאוגרפיה. לאחר מכן הם שינו את המראה של אזורים אלה במפות רפלקטיביות נעות קונבנציונליות, והפכו אותם לגווני אפור בעוד ששאר המפה נשארה בסקאלה צבעונית הנגישה לעיוורי צבעים ומציגה את עוצמת המשקעים.
טומקינס אומר, "לא רצינו להיפטר לחלוטין מההתכה [מהמפה], רק להפחית את הבולטות החזותית שלה. זה נותן לנו את הביטחון לומר, אנחנו יודעים שזה לא שלג כבד כי הוא מזוהם בהמסה".
"חזאי מזג האוויר מתעניינים בכמה שלג יירד ומתי, אבל גם משקעים מעורבים מסוכנים".
"מכאן החשיבות של פשוט השתקת משקעים מעורבים בקנה מידה אפור במקום להסיר אותם מהמפה. הטכניקה, שפותחה במיוחד לניתוח שלג במהלך סופות חורף, תעזור למדענים אטמוספריים להבין טוב יותר היכן מתרחשות רצועות שלג ומדוע, ו[המחקר הזה] יזלוג לשיפור תחזיות השלג. תכננו את זה לניתוח השלג שלנו, אבל יש לו גם יישומים פוטנציאליים לחזאי מזג אוויר".
"עבור אדם ממוצע שבודק מפות מזג אוויר כדי לתכנן את היום שלו, השתקת תמונה תעזור לו להבין טוב יותר היכן ומתי לצפות למעברים מגשם ומגשם לשלג. אולי יירד גשם עכשיו, אבל האם זה יעבור לשלג?" יש לציין, השיטה שלה משתמשת במידע על חלקיקי המשקעים הנמדדים על ידי המכ"ם, ולא בתצפיות של טמפרטורה, המשמשות בדרך כלל כדי להסיק את סוג המשקעים במפות מזג האוויר".
"כטכניקת הדמיה, השתקת תמונה יכולה לשמש ביישומי מחקר אחרים, כגון הפחתת הבולטות החזותית של נתונים הקשורים לאי ודאות גבוהה. הטכניקה זמינה באופן חופשי לשימוש אחרים."
עיון ביומן:
- Laura M. Tomkins et al. השתקת תמונה של משקעים מעורבים כדי לשפר את הזיהוי של אזורים של שלג כבד בנתוני מכ"ם. טכניקות מדידה אטמוספריות. DOI: 10.5194/amt-15-5515-2022
