美国国家科学基金会(NSF)首次授予夏威夷大学ʻi Mānoa一项为期三年、价值1334481美元的拨款,用于在整个州部署数十个气象站。“夏威夷ʻi Mesonet”是一个公众影响研究项目,旨在更好地了解和预测夏威夷群岛复杂的天气和气候。
中尺度网或中尺度网是一组分布密集的观测站。这是美国国家科学基金会第一次在其竞争激烈的主要研究仪器(MRI)项目下资助一个中网系统。
Thomas Giambelluca是该项目的首席研究员,同时也是弗吉尼亚大学水资源研究中心主任和地理与环境系教授,他说夏威夷群岛在一小块陆地上的气候差异非常大。许多地点无法获得关于降雨、温度和土壤的长期观测数据,这些数据将提供与大气科学、水文学和生态系统科学有关的宝贵信息。
Giambelluca有数十年研究夏威夷ʻi气候的经验,他说:“在夏威夷ʻi发现的地方到地方的气候差异相当于一个大陆的气候差异,只是被压缩到岛屿的小范围内。例如,在12英里的距离内,降雨量每年从20英寸到400英寸不等。虽然我们已经有了数百个雨量计,但它们还不够,没有安装在所有正确的地方,许多都没有装备发送数据。温度、湿度、风速、太阳辐射和其他变量是在相对较少的地点测量的。夏威夷ʻi Mesonet将满足研究人员、天气预报员、农民、保护组织和其他许多人的需求,为整个州提供高质量、全面的测量。”
实际的学习经验
UH Mānoa的学生和博士后研究人员将在该州最偏远的一些地区安装84个气象站。每个监测站都将配备一个数据记录仪,一个太阳能充电的电源和一个允许实时数据传输的电信设备。他们将获得仪器安装、校准和维护方面的现场实践经验,同时与水和自然资源管理人员、消防部门、州和联邦机构合作。收集到的数据将被纳入课堂,研究人员将开展旨在促进夏威夷本土学生参与研究的项目。
项目目标
在收集和分析数据之后,Giambelluca希望这个团队最终能够预测雷暴可能由一个叫做对流起始的过程形成的概率;确定流域存储阈值,以便更好地估计低洼地区的洪水风险;并发现温度、湿度和太阳辐射对生态系统的交互作用。
数据还将用于形成夏威夷ʻi气候数据门户,用户(包括天气预报人员)可以接收实时数据。数据也将提交给美国国家海洋和大气管理局支持的国家中介网计划。
Beilman说:“实时高分辨率数据的可用性将是前所未有的,这将使我们更好地了解‘热点时刻’和热点地区的实际工作情况。夏威夷ʻi的网络连接了从繁忙的城市地区到偏远山区的气候,这真的很新奇。”
纽金特的研究重点是大气科学和天气预报,他说:“我最兴奋的是有更多的观测。现在,为了收集观察数据来做更多的研究,需要大量的前期工作。您必须确保时间戳正确排列,数据是质量控制的。但这将把所有的东西放在一个地方。它会让学生和研究人员使用起来更有用、更容易。”
曾俊华的研究重点是水文学(研究地表或地表以下的水分布),她希望获得更多的数据来了解夏威夷所有岛屿的水平衡。
“我们正在建立的网络将包括对土壤湿度的测量,这对帮助我们理解如何平衡所有流域的水收支和描述之前的湿度状况以准确预测洪水非常重要。”这对我们的应急机构来说将是一个巨大的帮助。”
弗雷泽补充说:“我研究了夏威夷ʻ气候的空间模式,以及气候变化如何影响水资源,这个新的网络将使我们更好地了解极端气候如干旱和暴雨事件的空间细节。”