/图像-1/由喷气推进实验室拍摄 SpaceX龙货运飞船后备箱中的COWVR和TEMPEST仪器
信用:SpaceX 周二发射到空间站的COWVR和TEMPEST这两个仪器可能会在收集天气预报关键信息方面取得重大进展
紧凑型海洋风矢量辐射计不比小冰箱大
风暴和热带系统的时间实验(TEMPEST)甚至更小——大约有一个谷物盒那么大
然而，这两种紧凑的科学仪器被设计来完成一项艰巨的任务:以比气象卫星小很多倍的体积和很小的成本进行同样高质量的大气观测
这两个辐射计由美国宇航局位于南加州的喷气推进实验室建造，是美国海军的一部分
S
作为SpaceX为该机构执行的第24次商业再补给任务的一部分，美国空军的空间试验项目——休斯顿8号(STP-H8)将于周二前往国际空间站
它们被认为是技术演示，如果它们按计划运行，天气预报可能会推动技术进步
关于COWVR和TEMPEST，有五件事需要了解: 他们的目标是收集与他们更大的前辈相同的高质量数据 COWVR和TEMPEST将共同提供科学家用来制作天气和气候预报的许多数据点:它们不仅将测量吹过海洋表面的风的速度和方向，还将测量降水、大气水分、水分如何垂直分布以及海洋表面和大气中的其他条件
从2003年到2020年，这些类型的测量是由美国号上990磅(450公斤)的Windsat仪器获得的
S
国防部的科里奥利卫星
Windsat的寿命远远超过了预期
如果COWVR和TEMPEST证明他们能够胜任这项任务，他们(以及像他们这样的小型仪器)将能够在不影响数据质量的情况下取代更大、更老化的卫星
他们有潜力改善风暴预报 COWVR和TEMPEST将被连接到空间站，空间站每天从西到东围绕我们的星球在低地球轨道上运行大约16次
由于空间站独特的轨道，这两个仪器将花费大部分时间在中纬度和热带地区——容易发生风暴的地区——并且比其他轨道上的传感器更频繁地重新访问它们
这些额外的数据将有助于科学家更好地理解风暴的形成，并更好地跟踪正在发展的风暴系统
COWVR和TEMPEST也将能够比目前使用的一些其他仪器更快地将数据传回地球，使科学家和预报员能够近乎实时地监测许多风暴的快速加剧
“大多数卫星只与世界上的几个地面站通信，这需要时间，”JPL的COWVR首席研究员香农·布朗说
“数据可能在到达地面前几个小时就已经存在，然后还需要处理
" 相反，COWVR和TEMPEST将通过美国宇航局的跟踪和数据中继卫星(TDRS)星座把它们的数据发回地球
“TDRS本质上提供了直接的数据流
所以，一旦传感器经过一场大飓风或气旋，你就会立即得到数据，”布朗说
“这将是最新的观察结果，这是传统方法通常无法实现的”——也是可以拯救生命的东西
他们的综合数据可能会改善天气和气候模型预测 在2015年的一次热测试中
信用:美国宇航局/JPL-加州理工学院 COWVR和TEMPEST对其轨道范围内的区域进行测量的频率将使它们能够收集比其他仪器更全面的数据——这些数据有望减少天气和气候模型中的不确定性
“目前测量海面风速和风向的卫星传感器位于太阳同步轨道上，这意味着它们只在早上和晚上在给定的位置提供测量，在两者之间留有间隙，”JPL的托尼·李说，他是这次任务科学工作组的共同负责人
“空间站的轨道将允许COWVR和TEMPEST在一天的不同时间进行测量，从而缩小这些差距
" 天气和气候模型使用这类数据进行预测
可用的数据越多，模型——以及基于它们的预测——就越准确
他们将揭示海气相互作用如何影响天气和气候 海洋释放的热量和水分影响大气条件；同样，大气条件，如风，会影响洋流和热量分布
科学家对这些相互作用了解得越多，他们就越能理解它们短期内如何影响天气，长期内如何影响气候
然而，获得合适的数据来研究这些相互作用可能会很棘手
Lee说:“研究这些相互作用的传统方法是结合来自不同卫星的测量结果，这些卫星对海洋和大气的采样时间不同。”
“这种不匹配使得科学家更难理解这些相互作用，因为我们可能在一天中的某个时段观察风，而在一天中的不同时段观察雨和大气水汽
" 如果成功，COWVR和TEMPEST可能会改变这种情况
COWVR的主要目的是测量海洋表面的风速和风向，TEMPEST的目的是提供大气水汽测量
由于它们一起飞行并在相同的区域进行测量，它们将能够同时获得这些补充数据
“不同变量的同时测量减轻了与采样时间差相关的困难，采样时间差来自不同卫星在不同时间的混合测量，”李说
这也将使他们能够解释在更短的时间尺度上发生的相互作用——例如，阵风搅动海洋，导致海洋向大气散热
它们将为未来的卫星星座铺平道路 如果COWVR和TEMPEST表现良好，它们将证明，对天气预报和更好地理解气候至关重要的综合数据可以用比以前想象的更小的价格、更小的包装获得
因为仪器更小更便宜，组织可以发射三或四颗小型卫星，费用与较大的变化相同
由这些小卫星组成的星座能够比相应的单个卫星更频繁地测量给定区域，例如正在发展的风暴，从而进一步完善天气模型和预报
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
