QUARTA RELAZIONE ANNUALE SULL'INDAGINE SUL PROGRAMMA DI MODIFICA DEL TEMPO DEL SERVIZIO METEO AEREO [FY 1971];
Di Herbert S. Appleman Capt Laurence D. MWndenhall Capt John C. Lease Lt Robert I. Sax
PUBBLICATO DA AIR WEATHER SERVICE (MAC)
FORZA AEREA DEGLI STATI UNITI
APRILE 1972
Rapporto tecnico 244
AVVISO DI NON RESPONSABILITÀ
QUESTO DOCUMENTO È DELLA MIGLIORE QUALITÀ PRATICABILE. La copia fornita a DTIC conteneva un numero significativo di pagine che non si riproducono in modo leggibile. Per questo non sono riuscito a riprodurre le fotografie, quasi totalmente nere, e mi scuso per eventuali errori di scrittura che non sono riuscito a tradurre.
PREFAZIONE
Questo rapporto è il quarto di una serie di sondaggi annuali del programma di modifica del tempo AWS.
Descrive brevemente i progetti intrapresi durante l'anno 1971, comprese le tecniche, le attrezzature e i risultati. Questo rapporto ha lo scopo di informare la comunità AWS dello stato attuale delle nostre capacità in rapida evoluzione nella modifica del tempo.
Non è stato scritto per fornire i dettagli tecnici di interesse per lo specialista delle modifiche meteorologiche. Rapporti dettagliati sui singoli progetti sono pubblicati come garanzia dei risultati e forniti con una distribuzione limitata.
HERBERT S. APPLEMAN
Scienziato senior
Direzione delle scienze atmosferiche e spaziali
DCS/Aerospace Sciences
SEZIONE A - INTRODUZIONE
All'inizio del 1967, l'Aeronautica assegnò ad AWS la missione di modificare le condizioni meteorologiche a supporto delle operazioni militari.
Per svolgere questo compito, AWS (1) monitora tutta la ricerca e lo sviluppo delle modifiche meteorologiche per determinare quelle aree all'interno dello stato dell'arte della scienza, (2) esegue test sul campo per rendere operative le tecniche più avanzate e (3) applica le tecniche risultanti a supporto delle operazioni effettive.
Fino a quest'anno, solo la dissipazione della nebbia calda e super raffreddata è stata considerata sufficientemente avanzata per giustificare i test sul campo AWS. Anche così, le tecniche di nebbia calda (ad eccezione dei costosi sistemi di riscaldamento e la limitata procedura di decollo degli elicotteri) si sono rivelate generalmente deludenti nei test sul campo, indicando la necessità di ulteriori ricerche e sviluppi.
Di conseguenza, nell'anno 1971 AWS ha investito di nuovo gran parte dei test sul campo e del supporto operativo nella dissipazione della nebbia super raffreddata. Tuttavia, sono stati realizzati anche un progetto di nebbia calda e un progetto di aumento delle precipitazioni. AWS continuerà a monitorare gli sforzi di ricerca e sviluppo da parte della comunità scientifica nella dissipazione della nebbia calda, nell'aumento delle precipitazioni, nella soppressione di grandine e fulmini e nella modifica degli uragani e, laddove reciprocamente auspicabile, assisterà tali programmi nelle sue capacità.
Nell'esercizio 1971, AWS ha realizzato un totale di sei progetti: quattro per dissipare la nebbia super raffreddata, uno per dissipare la nebbia calda e uno per aumentare le precipitazioni.
COLD WAND è stata la continuazione di un progetto terrestre dell'anno 1970 a Fairchild AFB, Washington.
COLD FLAKE era un progetto simile avviato a Hahn AB, Germania.
COLD COWL e COLD CRYSTAL erano continuazioni di progetti aerotrasportati a Elmendorf AFB, in Alaska, e in diverse basi USAF in Germania, rispettivamente. Il progetto nebbia calda era una tecnica aerea condotta a McClellan AFB, California.
COLD RAIN, un progetto di aumento delle precipitazioni disperso nell'aria, è stato gestito da Kelly AFB nel sud del Texas.
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| TABLE 1 Field Projects FY 71 |
Una breve descrizione delle procedure, delle attrezzature e dei risultati di questi progetti è riportata nelle sezioni seguenti. La teoria della dissipazione della nebbia e dell'aumento delle precipitazioni è spiegata in dettaglio in AWSTR 177 (Rev).
In breve, la dissipazione della nebbia fredda si basa sulla creazione di una moltitudine di minuscoli cristalli di ghiaccio nella nebbia per mezzo di un agente di raffreddamento. I cristalli di ghiaccio si diffondono attraverso la nebbia, crescono a spese delle goccioline raffreddate e infine cadono a terra sotto forma di grandi cristalli o piccoli fiocchi di neve.
Poiché il processo dura circa 30 a 60 minuti, la semina viene generalmente effettuata ben sopravento rispetto all'area bersaglio, con la radura risultante che viene suggerita sull'obiettivo dai venti dominanti.
Il progetto McClellan a nebbia calda si basava sulla caduta di particelle igroscopiche per rimuovere il vapore acqueo dall'aria nebbiosa con conseguente evaporazione delle goccioline di nebbia. La radura che ne seguì fu proiettata in circa 5-10 minuti, quindi la semina fu effettuata immediatamente sopravento sulla pista. Infine, l'operazione di precipitazione-aumento si basava sulla semina di nubi di "cumulus congestus" vigorose che si estendevano tra -4 e -20 ° C con razzi di ioduro d'argento. Il rilascio risultante del calore latente di fusione è stato progettato per condurre alla crescita dinamica della massa della nuvola convettiva e alla creazione di ulteriori precipitazioni.
In breve, la dissipazione della nebbia fredda si basa sulla creazione di una moltitudine di minuscoli cristalli di ghiaccio nella nebbia per mezzo di un agente di raffreddamento. I cristalli di ghiaccio si diffondono attraverso la nebbia, crescono a spese delle goccioline raffreddate e infine cadono a terra sotto forma di grandi cristalli o piccoli fiocchi di neve.
Poiché il processo dura circa 30 a 60 minuti, la semina viene generalmente effettuata ben sopravento rispetto all'area bersaglio, con la radura risultante che viene suggerita sull'obiettivo dai venti dominanti.
Il progetto McClellan a nebbia calda si basava sulla caduta di particelle igroscopiche per rimuovere il vapore acqueo dall'aria nebbiosa con conseguente evaporazione delle goccioline di nebbia. La radura che ne seguì fu proiettata in circa 5-10 minuti, quindi la semina fu effettuata immediatamente sopravento sulla pista. Infine, l'operazione di precipitazione-aumento si basava sulla semina di nubi di "cumulus congestus" vigorose che si estendevano tra -4 e -20 ° C con razzi di ioduro d'argento. Il rilascio risultante del calore latente di fusione è stato progettato per condurre alla crescita dinamica della massa della nuvola convettiva e alla creazione di ulteriori precipitazioni.
SEZIONE B - DISSIPAZIONE DELLA NEBBIA SUPER RAFFREDDATA
Semina al suolo con propano (progetti BANDA FREDDA e FRUTTA A FREDDO) [1] [2].
Air Weather Service ha utilizzato propano liquido erogato da terra come agente di raffreddamento per avviare la dispersione di nebbia artificiale in due punti della stagione invernale della nebbia del 1970-71 - Fairchild AFB, Washington (Progetto BANDA FREDDA) e Hahn AB, Germania (Progetto FREDDO FIOCCO).
Il propano liquido vaporizzante raffredda l'aria vicino all'ugello di erogazione a meno di -75 ° C, causando la formazione di una moltitudine di minuscoli cristalli di ghiaccio nella nebbia. Questi cristalli di ghiaccio si diffondono a causa del movimento naturale dell'aria e crescono a scapito delle goccioline d'acqua, cadendo alla fine come una leggera precipitazione, con conseguente miglioramento della visibilità.
La Figura 1 mostra un tipico distributore di propano.
La prima rete di distributori di propano AWS fu fondata a Fairchild AFB, Washington, nel 1968-69.
Da quel momento la rete ha subito modifiche per quanto riguarda i numeri e le posizioni dei distributori.
Nel 1970-71 la rete consisteva di 21 distributori, come mostrato nella Figura 2. Quattro dei dissipatori erano equipaggiati per consentire l'accensione e lo spegnimento a distanza dalla stazione meteorologica di base (BWS) tramite linee telefoniche. La Figura 3 mostra la scatola di controllo nel BWS.
I fan non furono usati durante l'inverno 1970-71 sui quattro distributori
così equipaggiato dal momento che i risultati del 1969-70 suggerirono che il loro uso produceva scarso effetto.
Il funzionamento del sistema propano a Fairchild durante l'inverno 1970-71 seguiva procedure che erano essenzialmente di natura routinaria in contrasto con quelle seguite negli inverni precedenti progettate per produrre dati di test. Di conseguenza, sono state ottenute meno osservazioni speciali rispetto al passato. La Colorado State University ha raccolto repliche di cristalli di ghiaccio durante una parte dell'inverno. Un set di venti AN / TMQ-15 dotato di un registratore analogico ha misurato i venti in cima alla torre di controllo, mentre l'AN / GDQ-11 standard ma meno sensibile (20) ha registrato i venti misurati sulla pista. I trasmissometri a ciascuna estremità della pista erano dotati di registratori analogici. Un tasso di erogazione di circa 10 galloni di propano liquido all'ora è stato utilizzato per tutta la stagione. La procedura operativa standard prevedeva che tre distributori funzionassero in qualsiasi momento; quali tre sono stati determinati dalla direzione media del vento durante i precedenti 30-60 minuti. Tuttavia, in pratica, un po 'più di tre potrebbero funzionare in un dato momento poiché, se il vento si spostava in modo significativo, i nuovi distributori venivano attivati prima che quelli vecchi fossero spenti.
Un esempio di risultati ottenuti con la semina di propano a terra appare nella Figura 4. La parte superiore della figura è una riproduzione esatta della registrazione del trasmissometro dalla pista 23 di Fairchild AFB il 18 dicembre 1970.
Gli equivalenti RVR per un'impostazione della luce di pista pari a 5 appaiono sul margine a sinistra. La parte inferiore, procedendo dall'alto verso il basso, mostra gli intervalli di tempo durante i quali i venti avrebbero dovuto portare un pennacchio sopra la soglia della pista, il soffitto misurato1 e le precipitazioni. L'intervallo di tempo dall'attivazione del primo distributore alla disattivazione dell'ultimo distributore è mostrato nella parte superiore e inferiore della figura da un "← →"
Inizialmente, solo i distributori 1 e 3 erano accesi ma da 0215L i distributori 3 - 7 erano in funzione. I venti in cima alla torre di controllo, mediati su intervalli di 60 minuti durante il periodo di funzionamento del distributore, variavano da 070°/3,7 nodi all'inizio a 055°/2,5 nodi alla fine. I venti misurati dall'AN/GMQ-II (20) sulla pista hanno indicato una calma morta durante questo periodo. Questo taglio del vento spiega perché la radura è arrivata in pista più tardi di quanto indicato dall'AN/TMQ-15.
L'apparente taglio spiega forse anche il motivo per cui l'area di migliore visibilità è passata continuamente sulla pista mentre i venti dell'AN/TbQ-15 indicavano una copertura solo per due periodi relativamente brevi.
I distributori in media circa 45 minuti sopravento rispetto alla soglia della pista. Le condizioni erano favorevoli per buoni risultati poiché la temperatura variava intorno a -60°C e la nebbia probabilmente non era più profonda di circa 400 piedi, come dimostrato dalla mancanza di un soffitto fino alla fine del periodo.
Durante il 1970-71 sono state eseguite solo 10 operazioni di semina in 8 giorni diversi, i piccoli numeri erano dovuti a una quantità di nebbia super raffreddata inferiore alla media.
La durata delle piantine variava da 0,5 a 9,5 ore, con una media di 3,7 ore.
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1. L'altezza del soffitto è misurata con un chilometro di raggio rotante vicino alla soglia della pista mentre la quantità di copertura del cielo e le precipitazioni sono osservate nella stazione meteorologica di base, a circa un miglio ad est della soglia della pista 23.
Gli equivalenti RVR per un'impostazione della luce di pista pari a 5 appaiono sul margine a sinistra. La parte inferiore, procedendo dall'alto verso il basso, mostra gli intervalli di tempo durante i quali i venti avrebbero dovuto portare un pennacchio sopra la soglia della pista, il soffitto misurato1 e le precipitazioni. L'intervallo di tempo dall'attivazione del primo distributore alla disattivazione dell'ultimo distributore è mostrato nella parte superiore e inferiore della figura da un "← →"
Inizialmente, solo i distributori 1 e 3 erano accesi ma da 0215L i distributori 3 - 7 erano in funzione. I venti in cima alla torre di controllo, mediati su intervalli di 60 minuti durante il periodo di funzionamento del distributore, variavano da 070°/3,7 nodi all'inizio a 055°/2,5 nodi alla fine. I venti misurati dall'AN/GMQ-II (20) sulla pista hanno indicato una calma morta durante questo periodo. Questo taglio del vento spiega perché la radura è arrivata in pista più tardi di quanto indicato dall'AN/TMQ-15.
L'apparente taglio spiega forse anche il motivo per cui l'area di migliore visibilità è passata continuamente sulla pista mentre i venti dell'AN/TbQ-15 indicavano una copertura solo per due periodi relativamente brevi.
I distributori in media circa 45 minuti sopravento rispetto alla soglia della pista. Le condizioni erano favorevoli per buoni risultati poiché la temperatura variava intorno a -60°C e la nebbia probabilmente non era più profonda di circa 400 piedi, come dimostrato dalla mancanza di un soffitto fino alla fine del periodo.
Durante il 1970-71 sono state eseguite solo 10 operazioni di semina in 8 giorni diversi, i piccoli numeri erano dovuti a una quantità di nebbia super raffreddata inferiore alla media.
La durata delle piantine variava da 0,5 a 9,5 ore, con una media di 3,7 ore.
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1. L'altezza del soffitto è misurata con un chilometro di raggio rotante vicino alla soglia della pista mentre la quantità di copertura del cielo e le precipitazioni sono osservate nella stazione meteorologica di base, a circa un miglio ad est della soglia della pista 23.
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| 18 DECEMBER 1970 |
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| Figura 4. Sezione temporale che mostra i risultati prodotti dalla semina della nebbia raffreddata con propano liquido all'APB di Fairchild il 18 dicembre 1970. |
La semina ha coperto un periodo totale di 37 ore durante la stagione. Durante le 37 ore, nell'intervallo da 30 minuti successivi all'attivazione del primo distributore fino a 30 minuti dopo la disattivazione dell'ultimo distributore, il RVR ha eguagliato o superato i 2400 piedi in media il 54% delle volte. Se si escludono i quattro casi in cui i processi naturali hanno probabilmente prodotto la radura, la media scende a 431e. Statistiche simili per altri valori RVR compaiono nelle Tabelle 2 e 3. I risultati dell'analisi condotta sui dati 1970-71 suggeriscono fortemente che un certo miglioramento dei risultati potrebbe verificarsi operando più distributori con la condizione determinante, l'intervallo entro il quale la direzione del vento è caduta nei 60 minuti precedenti. Tale procedura consentirebbe al vento di variare su un raggio più ampio e avere comunque la regione di visibilità migliorata colpire la pista.
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| TABLE 2 Results of All Seedings |
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2. Gli effetti di semina sono stati misurati dopo 30 minuti dall'accensione del primo distributore fino a 30 minuti dopo lo spegnimento dell'ultimo distributore. RVR convertito in valori diurni in base a un'impostazione della luce della pista di 5.
2. Gli effetti di semina sono stati misurati dopo 30 minuti dall'accensione del primo distributore fino a 30 minuti dopo lo spegnimento dell'ultimo distributore. RVR convertito in valori diurni in base a un'impostazione della luce della pista di 5.
Il secondo sistema di propano AWS è stato installato e testato negli anni 1970-71 presso Hahn AB, Germania, utilizzando un totale di 24 distributori manuali. Poiché la velocità del vento durante la nebbia super raffreddata varia da quasi calma a oltre 15 nodi, i distributori appaiono posizionati in due archi, come mostrato nella Figura 5. Il terreno relativamente accidentato della rete, dove le altitudini vanno da 720 piedi (220 m) a 1800 piedi ( 550m) MSL, combinato con le caratteristiche del vento per produrre un ambiente operativo radicalmente diverso da quello di Fairchild.
Il primo test sulla nebbia super raffreddata ad Hahn si è svolto l'11 dicembre
1970, con l'ultima opportunità che si è verificata il 12 febbraio 1971. Un totale di 14 seminari di prova ha avuto luogo per un totale di 37 ore. I risultati complessivi erano inconcludenti per quanto riguarda la capacità del sistema installato di effettuare la compensazione a Hahn. Tuttavia, dati preziosi sul comportamento del ghiaccio, pennacchi di cristallo prodotti dai distributori e sul modello del vento nell'area della rete hanno fornito una base per specificare nuovi test nel 1971-72.
Due problemi hanno impedito il test durante tutte le occorrenze di nebbia super raffreddata con venti provenienti dal quadrante sud-est. È stato riscontrato che gli ugelli si ostruiscono dopo tempi di funzionamento di soli 15-60 minuti. Limitare anche i test è stata la mancanza di veicoli operativi sufficienti per trasportare gli operatori di distributori. Rispetto al primo problema, le osservazioni hanno rivelato che gli ugelli si sono ostruiti a causa della formazione di ghiaccio all'interno dell'erogazione:, ugello. Le misurazioni effettuate sul contenuto di acqua del propano hanno rivelato concentrazioni fino a 2300 ppm (in volume), rispetto allo standard americano massimo consentito di 40 ppm.
Poiché simili intasamenti non si erano verificati a Fairchild, sembrava che l'acqua eccessiva causasse effettivamente l'intasamento.
Il test di laboratorio sul primo campione di propano ottenuto dai serbatoi del fornitore ha rivelato una concentrazione di acqua di 580 ppm (in volume).
I chimici di laboratorio hanno suggerito l'aggiunta al propano di 20 parti di alcool isopropilico a ciascuna parte dell'acqua. Supponendo che i serbatoi di propano nel campo contenessero 580 ppm di acqua, a ciascun serbatoio sono stati aggiunti 4,5 1 di alcool isopropilico.
Nei successivi test di febbraio e inizio marzo 1971, gli ugelli sui distributori i cui serbatoi contenevano alcool non si ostruivano mentre quelli senza alcool si ostruivano in ogni caso. Pertanto, l'aggiunta di alcool isopropilico al propano sembrava impedire la formazione di ghiaccio dell'ugello, tuttavia non si conosceva l'esatta proporzione di alcool in acqua poiché i campioni non erano stati ottenuti dai serbatoi sul campo.
Il primo test sulla nebbia super raffreddata ad Hahn si è svolto l'11 dicembre
1970, con l'ultima opportunità che si è verificata il 12 febbraio 1971. Un totale di 14 seminari di prova ha avuto luogo per un totale di 37 ore. I risultati complessivi erano inconcludenti per quanto riguarda la capacità del sistema installato di effettuare la compensazione a Hahn. Tuttavia, dati preziosi sul comportamento del ghiaccio, pennacchi di cristallo prodotti dai distributori e sul modello del vento nell'area della rete hanno fornito una base per specificare nuovi test nel 1971-72.
Due problemi hanno impedito il test durante tutte le occorrenze di nebbia super raffreddata con venti provenienti dal quadrante sud-est. È stato riscontrato che gli ugelli si ostruiscono dopo tempi di funzionamento di soli 15-60 minuti. Limitare anche i test è stata la mancanza di veicoli operativi sufficienti per trasportare gli operatori di distributori. Rispetto al primo problema, le osservazioni hanno rivelato che gli ugelli si sono ostruiti a causa della formazione di ghiaccio all'interno dell'erogazione:, ugello. Le misurazioni effettuate sul contenuto di acqua del propano hanno rivelato concentrazioni fino a 2300 ppm (in volume), rispetto allo standard americano massimo consentito di 40 ppm.
Poiché simili intasamenti non si erano verificati a Fairchild, sembrava che l'acqua eccessiva causasse effettivamente l'intasamento.
Il test di laboratorio sul primo campione di propano ottenuto dai serbatoi del fornitore ha rivelato una concentrazione di acqua di 580 ppm (in volume).
I chimici di laboratorio hanno suggerito l'aggiunta al propano di 20 parti di alcool isopropilico a ciascuna parte dell'acqua. Supponendo che i serbatoi di propano nel campo contenessero 580 ppm di acqua, a ciascun serbatoio sono stati aggiunti 4,5 1 di alcool isopropilico.
Nei successivi test di febbraio e inizio marzo 1971, gli ugelli sui distributori i cui serbatoi contenevano alcool non si ostruivano mentre quelli senza alcool si ostruivano in ogni caso. Pertanto, l'aggiunta di alcool isopropilico al propano sembrava impedire la formazione di ghiaccio dell'ugello, tuttavia non si conosceva l'esatta proporzione di alcool in acqua poiché i campioni non erano stati ottenuti dai serbatoi sul campo.
Semina dispersa nell'aria con ghiaccio secco (progetti COLD COWL e COLD CRYSTAL) [2] [3] [4].
Il programma di semina a nebbia aerea raffreddato ad aria AWS iniziò con i test condotti a Elmendorf AFB, Anchorage, Alaska, durante l'inverno 1967-68. La semina aerea iniziata in diverse basi aeree nell'Europa occidentale nel 1968-69.
Dall'inizio del programma di semina nell'aria nel 1967-68, AWS ha pilotato oltre 400 schemi di semina. Per la semina aerea, AWS utilizza un aereo WC-130 (Figura 6) dotato di un frantumatore/distributore di ghiaccio secco (Figure 7a e 7b) e di uno stoccaggio adeguato per circa 6000 libbre di lastre di ghiaccio secco. I semi di WC-130 erogano il ghiaccio secco tritato a velocità da 8 a 10 a 30 libbre/m in un modello costituito da una serie di corsie parallele distanziate da 0,5 a 1,5 nm e di lunghezza variabile da 4 a 10 nm. Il numero, la spaziatura e la lunghezza delle corsie dipendono dalla velocità del vento nello strato di nebbia e dalla durata desiderata della radura sulla pista. Il ghiaccio secco avvia il processo di cristalli di ghiaccio che procede nel modo descritto in precedenza per il sistema propano.
Un totale di 56 modelli di semina furono pilotati durante il 1970-71 in COLD COWL. Di questi, 30 erano preventivi; cioè, la semina si è verificata sulla nebbia super raffreddata lontana dalla pista quando le condizioni della pista erano al di sopra dei minimi di atterraggio e quando esisteva la possibilità che la nebbia potesse avanzare sulla pista. Nella maggior parte dei casi è impossibile valutare i risultati della semina preventiva e, di conseguenza, questi 30 casi non sono stati inclusi nell'analisi. Dei 26 casi analizzati, è emerso che, per RVR 2400 piedi, la semina è stata principalmente responsabile del miglioramento della RVR in 3 casi e in parte responsabile in altri 10, mentre i processi di compensazione naturale hanno prevalso in 13 casi. Dopo aver normalizzato tutti i dati per 2400 piedi RVR durante il giorno, le statistiche sono 6, 12 e 8 per le radure causate principalmente dalla semina, in parte a causa della semina e principalmente dai processi naturali, rispettivamente. Ulteriori statistiche compaiono nelle tabelle 2 e 3.
Le operazioni di COLD CRYSTAL nell'Europa occidentale si sono espanse fino a includere un totale di 9 posizioni (Figura 8) nel 1970-71, rispetto a solo quattro posizioni nei primi due anni. Come nel 1968-69 e nel 1969-70, l'aereo WC-130 operava da Ramstein AB. Il supporto è stato fornito per COLD CRYSTAL dal 31 ottobre 1970 al 28 febbraio 1971 impiegando fino a tre WC-130. I requisiti per la semina furono riscossi sul servizio meteorologico aereo dal 17 ° posto di comando dell'aeronautica a Ramstein. Se in un dato momento esistevano più requisiti di quelli disponibili per gli aeromobili, cosa che raramente si verificava, prevalevano le priorità operative determinate dalla 317a aeronautica. Il coordinatore di turno, un ufficiale meteorologico pienamente qualificato, prese la decisione finale su dove e quando seminare in base a tutti i dati meteorologici disponibili e ai requisiti e alle priorità stabiliti per quel giorno dal 17° dell'aeronautica militare.
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3. Poiché dal 20% al 50% del ghiaccio secco tritato è costituito da particelle grandi circa lo zucchero semolato fine, che sublime entro i primi 100 piedi di caduta, la velocità di semina effettiva è inferiore del 20-50% rispetto a questa quando il l'aereo vola sopra la cima della nebbia.
4. Sebbene autorizzato, nessuna semina ebbe luogo a Wiesbaden AB nel 1970-71.
3. Poiché dal 20% al 50% del ghiaccio secco tritato è costituito da particelle grandi circa lo zucchero semolato fine, che sublime entro i primi 100 piedi di caduta, la velocità di semina effettiva è inferiore del 20-50% rispetto a questa quando il l'aereo vola sopra la cima della nebbia.
4. Sebbene autorizzato, nessuna semina ebbe luogo a Wiesbaden AB nel 1970-71.
Un totale di 51 modelli di semina sono stati pilotati durante COLT 'CRYSTAL, 25 dei quali ad Hahn AB. Quando si considera un RVR di 2400 piedi (giorno), i miglioramenti della visibilità dopo 20 di questi sembrano derivare principalmente dalla semina, mentre in 10 casi, gli effetti sia della semina che delle cause naturali hanno prodotto i miglioramenti osservati.
La migliore visibilità in 18 casi sembrava derivare principalmente da cause naturali.
Tre casi non sono stati analizzati.
Il RVR eguagliava o superava i 2400 piedi (normalizzati alla scala del giorno) l'80% del tempo totale possibile quando si considerano tutte e 48 le semenze, ma questa cifra scende al 68% quando si eliminano quei casi in cui prevalgono gli effetti naturali. Ulteriori statistiche compaiono nelle tabelle 2 e 3.
Il supporto fornito alle operazioni degli aeromobili mediante semina è difficile da misurare.
Tuttavia, la misura principale utilizzata ad Elmendorf AFB durante il 1970-71 era il numero di aeromobili costretti a deviare a causa della nebbia raffreddata. Durante la stagione della nebbia 1970-71 a Elmendorf, 14 velivoli sono stati deviati a causa della nebbia super raffreddata, sebbene quattro di questi siano stati deviati a causa della mancanza di conoscenza delle attività di dispersione della nebbia. Tutti tranne uno dei 10 aerei rimanenti erano caccia che normalmente non hanno riserve di carburante per lo stazionamento. L'unica deviazione era un trasporto C-141, l'utente più importante e frequente della base. Altrimenti, nel periodo di due ore successive a ciascuna semina, sono stati effettuati un totale di 171 atterraggi di aeromobili e 217 decolli.
Tuttavia, queste cifre includono tutte le semenze: le semenze preventive e quelle in cui predomina la radura naturale.
Pertanto, il vero significato di questi numeri è come un indicatore del volume del traffico e, quindi, un indicatore del potenziale di deviazioni o ritardi dal momento che il seeding si è verificato solo se ci si aspettavano operazioni di aeromobili.
A causa della diversa natura delle operazioni nel teatro europeo, le diversioni di aeromobili non potevano essere utilizzate come misura del valore della semina. A seguito delle semine di COLD CRYSTAL nel 1970-71, si sono verificati in totale 80 arrivi e 155 partenze. Questi velivoli venivano conteggiati solo durante i periodi in cui gli effetti di semina colpivano il campo d'aviazione, ma non escludevano sempre quei casi in cui il miglioramento derivava da cause naturali.
Discussione e confronto dei risultati da tutte le località.
Le tabelle 2 e 3 forniscono un'indicazione dell'affidabilità con cui la semina può produrre valori RVR minimi pari o superiori a vari RVR.
La tabella 2 riporta i risultati a seguito di tutte le semenze, mentre la tabella 3 esclude quei casi in cui gli effetti naturali sembravano svolgere un ruolo predominante.
Le trasmissività più basse e più alte osservate in ciascuno dei due periodi di 30 minuti - uno che precede immediatamente l'arrivo del volume seminato sulla pista e l'altro immediatamente dopo la partenza del volume seminato sulla pista - sono stati usati per determinare se gli effetti naturali fossero probabili predominavano.
Si diceva che la cancellazione dopo la semina fosse "naturale" se il RVR più basso osservato in ciascuno dei periodi di 30 minuti superava i valori RVR in questione, o anche se il valore più basso nel periodo di 30 minuti prima della semina o nei 30 minuti il periodo successivo alla semina ha superato il RVR in questione. Se il valore RVR più basso osservato sia prima che dopo la semina era inferiore al RVR in questione, veniva dichiarato che gli effetti di semina erano, almeno in parte, responsabili del miglioramento della visibilità osservato e tali casi erano inclusi nella Tabella 3.
I dati RVR che appaiono nelle tabelle sono stati ottenuti convertendo i valori di trasmissività, come registrati su diagrammi a strisce analogici, in RVR per impostazioni della luce di pista di 5.
Pertanto, il valore di soglia della trasmissività corrispondente a un RVR di 1200 piedi durante il giorno è approssimativamente uguale a quello corrispondente a un valore di RVR di 2400 piedi di notte.
Lo stesso vale per le coppie RVR di 5000 5 (notte) 2400 (giorno) e 6000+ (notte) 5000 (giorno). Le percentuali medie che appaiono nelle due tabelle provengono da rapporti del tempo totale in cui l'RVR è uguale o superiore ai valori dichiarati al tempo totale possibile; vale a dire, il tempo totale in cui l'area seminata è sopra la pista.
La migliore visibilità in 18 casi sembrava derivare principalmente da cause naturali.
Tre casi non sono stati analizzati.
Il RVR eguagliava o superava i 2400 piedi (normalizzati alla scala del giorno) l'80% del tempo totale possibile quando si considerano tutte e 48 le semenze, ma questa cifra scende al 68% quando si eliminano quei casi in cui prevalgono gli effetti naturali. Ulteriori statistiche compaiono nelle tabelle 2 e 3.
Il supporto fornito alle operazioni degli aeromobili mediante semina è difficile da misurare.
Tuttavia, la misura principale utilizzata ad Elmendorf AFB durante il 1970-71 era il numero di aeromobili costretti a deviare a causa della nebbia raffreddata. Durante la stagione della nebbia 1970-71 a Elmendorf, 14 velivoli sono stati deviati a causa della nebbia super raffreddata, sebbene quattro di questi siano stati deviati a causa della mancanza di conoscenza delle attività di dispersione della nebbia. Tutti tranne uno dei 10 aerei rimanenti erano caccia che normalmente non hanno riserve di carburante per lo stazionamento. L'unica deviazione era un trasporto C-141, l'utente più importante e frequente della base. Altrimenti, nel periodo di due ore successive a ciascuna semina, sono stati effettuati un totale di 171 atterraggi di aeromobili e 217 decolli.
Tuttavia, queste cifre includono tutte le semenze: le semenze preventive e quelle in cui predomina la radura naturale.
Pertanto, il vero significato di questi numeri è come un indicatore del volume del traffico e, quindi, un indicatore del potenziale di deviazioni o ritardi dal momento che il seeding si è verificato solo se ci si aspettavano operazioni di aeromobili.
A causa della diversa natura delle operazioni nel teatro europeo, le diversioni di aeromobili non potevano essere utilizzate come misura del valore della semina. A seguito delle semine di COLD CRYSTAL nel 1970-71, si sono verificati in totale 80 arrivi e 155 partenze. Questi velivoli venivano conteggiati solo durante i periodi in cui gli effetti di semina colpivano il campo d'aviazione, ma non escludevano sempre quei casi in cui il miglioramento derivava da cause naturali.
Discussione e confronto dei risultati da tutte le località.
Le tabelle 2 e 3 forniscono un'indicazione dell'affidabilità con cui la semina può produrre valori RVR minimi pari o superiori a vari RVR.
La tabella 2 riporta i risultati a seguito di tutte le semenze, mentre la tabella 3 esclude quei casi in cui gli effetti naturali sembravano svolgere un ruolo predominante.
Le trasmissività più basse e più alte osservate in ciascuno dei due periodi di 30 minuti - uno che precede immediatamente l'arrivo del volume seminato sulla pista e l'altro immediatamente dopo la partenza del volume seminato sulla pista - sono stati usati per determinare se gli effetti naturali fossero probabili predominavano.
Si diceva che la cancellazione dopo la semina fosse "naturale" se il RVR più basso osservato in ciascuno dei periodi di 30 minuti superava i valori RVR in questione, o anche se il valore più basso nel periodo di 30 minuti prima della semina o nei 30 minuti il periodo successivo alla semina ha superato il RVR in questione. Se il valore RVR più basso osservato sia prima che dopo la semina era inferiore al RVR in questione, veniva dichiarato che gli effetti di semina erano, almeno in parte, responsabili del miglioramento della visibilità osservato e tali casi erano inclusi nella Tabella 3.
I dati RVR che appaiono nelle tabelle sono stati ottenuti convertendo i valori di trasmissività, come registrati su diagrammi a strisce analogici, in RVR per impostazioni della luce di pista di 5.
Pertanto, il valore di soglia della trasmissività corrispondente a un RVR di 1200 piedi durante il giorno è approssimativamente uguale a quello corrispondente a un valore di RVR di 2400 piedi di notte.
Lo stesso vale per le coppie RVR di 5000 5 (notte) 2400 (giorno) e 6000+ (notte) 5000 (giorno). Le percentuali medie che appaiono nelle due tabelle provengono da rapporti del tempo totale in cui l'RVR è uguale o superiore ai valori dichiarati al tempo totale possibile; vale a dire, il tempo totale in cui l'area seminata è sopra la pista.
Due funzionalità nelle tabelle meritano un commento.
In primo luogo, nella tabella 2 per COLD COWL la "Superficie totale seminata sulla pista, ore" supera di gran lunga la "Durata totale della semina, ore".
Ciò risulta dai venti relativamente leggeri e variabili a Elmendorf che consentono all'aeromobile in fase di semina di seminare in pochi minuti un'area di nebbia che impiegherà il vento più volte a avanzare sulla pista.
In Europa, d'altra parte, i venti più forti generalmente non consentono all'aeromobile di "guadagnare" molto terreno. Inoltre, quando un modello di seeding manca la pista, c'è un contributo al totale nella prima colonna ma non nella seconda.
___________________
5. Vedi tabella A3-11B, "Manuale meteorologico federale n. 1, Osservazioni sulla superficie".
In primo luogo, nella tabella 2 per COLD COWL la "Superficie totale seminata sulla pista, ore" supera di gran lunga la "Durata totale della semina, ore".
Ciò risulta dai venti relativamente leggeri e variabili a Elmendorf che consentono all'aeromobile in fase di semina di seminare in pochi minuti un'area di nebbia che impiegherà il vento più volte a avanzare sulla pista.
In Europa, d'altra parte, i venti più forti generalmente non consentono all'aeromobile di "guadagnare" molto terreno. Inoltre, quando un modello di seeding manca la pista, c'è un contributo al totale nella prima colonna ma non nella seconda.
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5. Vedi tabella A3-11B, "Manuale meteorologico federale n. 1, Osservazioni sulla superficie".
In secondo luogo, nella Tabella 3, le ore totali che RVR eguagliava o superava RVR 5000 (notte)/2400 (giorno) è maggiore in COLD COWL e COLD CRYSTAL rispetto alle ore totali indicate per RVR 2400/1200.
Questa è una conseguenza dei criteri descritti nel paragrafo precedente e della variabilità naturale della nebbia.
Ad esempio, se prima o/e dopo una certa semina il più basso superasse i 2400 piedi (notte)/1200 (giorno) ma non superasse 5000/2400, i risultati della semina sarebbero inclusi in quest'ultimo ma non nel primo.
In COLD COWL, End in misura minore in COLD CRYSTAL, i RVR prima e dopo la semina superavano spesso 2400/1200 ma non 5000/2400.
Il lettore dovrebbe notare che le "Total Hours" nella Tabella 3 sono le ore in cui i RVR erano uguali o superiori ai valori dichiarati, e non il tempo totale in cui l'area seminata era sulla pista. Nella Tabella 2 le "Ore totali" corrispondenti alle percentuali mostrate possono essere derivate semplicemente moltiplicando le ore nella "Area seminata su tempo totale sulla pista" per le percentuali! mostrato. Nella Tabella 3, l '"Area di semina del tempo totale sulla pista" in ore può essere calcolata dividendo le "Ore totali" per le percentuali appropriate.
Tuttavia, questi differiranno per ciascuna colonna RVR per i motivi sopra menzionati.
Da queste tabelle sembrerebbe che la semina con propano liquido presso Fairchild AFB (Progetto COLD WAND) sia la meno affidabile. Tuttavia, questi dati non consentono un confronto diretto. Considerando che, per COLD COWL e COLD CRYSTAL, l'estrazione dei dati RVR è avvenuta solo per quegli intervalli in cui i calcoli utilizzando i dati del vento e le coordinate delle corsie seminate hanno mostrato l'area seminata sulla pista, l'estrazione delle figure IJAND FREDDA ha avuto luogo per tutti gli intervalli successivi alla semina.
Gli intervalli BANDA FREDDA sono iniziati 30 minuti dopo l'attivazione del primo distributore e sono terminati 30 rinvii dopo lo spegnimento dell'ultimo distributore.
Nel caso di COLD WAND, in effetti, supponiamo che ogni volta che il sistema viene attivato, sono disponibili distributori sufficienti per garantire che almeno uno sia controvento rispetto all'approccio della pista in un dato momento. Questa procedura è stata seguita a causa della maggiore complessità delle traiettorie informatiche dei pennacchi dei singoli distributori rispetto a quella delle traiettorie informatiche delle corsie. *
Tuttavia, l'esame dei dati BANDA FREDDA suggerisce che un piccolo miglioramento delle statistiche deriverebbe dall'impiego di tecniche analitiche identiche a quelle applicate ai dati COLD COWL-COLD CRYSTAL. Tuttavia, i dati della Bacchetta Fredda suggeriscono
la realizzazione di un significativo miglioramento dei risultati semplicemente attivando più distributori in un dato momento, fornendo una maggiore tolleranza per l'incertezza nelle traiettorie di plure e per cambiamenti inaspettati nella circolazione del vento.
Oltre a ciò, la possibilità di ottenere ulteriori miglioramenti richiederebbe l'aggiunta di più passerelle. L'affidabilità complessiva del sistema a terra dovrebbe superare quella del sistema aereo semplicemente in virtù della relativa semplicità del sistema a terra.
L'affidabilità complessiva del sistema aereo deve includere la probabilità che l'aeromobile non decida nei tempi previsti o che interrompa la sua missione a causa di manutenzione o altri motivi una volta in volo.
Le prove disponibili suggeriscono che la qualità dei risultati, una volta avvenuta la semina, ottenuta dal sistema terrestre è uguale o superiore a quella ottenuta dalla semina dispersa nell'aria con ghiaccio secco.
Il confronto dei risultati ottenuti in COLD CRYSTAL con quelli ottenuti in COLD COWL rivela differenze relativamente piccole nella capacità di raggiungere RVR diurni di 1200 piedi e 2400 piedi (o RVR notturni di 2400 piedi e 5000 piedi), ma una capacità significativamente più piccola di ottenere un RVR di 5000 piedi (giorno) in Europa che in Alaska (vedi tabelle 2 e 3). I motivi esatti sono sconosciuti. Tuttavia, un fattore che probabilmente svolge un ruolo importante è la presenza di un notevole inquinamento industriale nell'aria in quasi tutte le località europee.
Infatti, in inverno è raro che le visibilità superino le 3 miglia in Europa nei giorni "buoni", mentre le visibilità superiori a 10 miglia sono comuni a Elmendorf AFB.
Notifica anticipata e risultati previsionali della semina.
La contabilizzazione degli effetti della semina nella preparazione e diffusione delle previsioni terminali ha ulteriormente aumentato il valore di questo servizio meteorologico.
Ogni volta che la previsione terminale richiedeva condizioni al di sotto del minimo nelle operazioni di nebbia super-raffreddata e di dispersione della nebbia, una seconda parte delle previsioni descriveva le condizioni previste a seguito della semina e dei periodi di tempo in cui si sarebbe verificata la semina.
Inoltre, le osservazioni collegate alla fine delle osservazioni orarie di superficie meteorologica trasmesse attraverso i circuiti di comunicazione meteorologica hanno indicato i tempi di inizio e fine effettivi della semina, nonché i tempi di semina pianificati.
Per facilitare ulteriormente la pianificazione del volo, un annuncio sulla disponibilità del servizio di dispersione della nebbia è apparso nella pubblicazione di informazioni di volo "Supplemento di rotta" per Elmendorf.
SEZIONE C - PROVA DI NEBBIA CALDA
In tutto il mondo, la nebbia calda si presenta molto più frequentemente della nebbia fredda.
Di conseguenza, è di grande preoccupazione per il servizio meteorologico. Il problema della dissipazione della nebbia calda è, tuttavia, molto più difficile. Gli sforzi di ricerca e sviluppo sono in corso negli Stati Uniti e all'estero, ma finora sono stati raggiunti pochi successi. I francesi hanno recentemente installato un sistema promettente all'aeroporto di Orly, vicino a Parigi, sfruttando il calore di scarico di otto motori a reazione sotterranei ventilati sull'estremità di avvicinamento della pista.
L'AFCRL e l'Esercito hanno testato congiuntamente l'uso del lavaggio in elicottero per tagliare buchi nelle nebbie poco profonde.
Questa tecnica ha avuto successo in condizioni favorevoli.
Sali igroscopici e soluzioni erogate dal suolo o dagli aeromobili sono stati testati da diverse agenzie nel tentativo di produrre radure asciugando l'aria ed evaporando le goccioline di nebbia.
Il Naval Weapons Center (NWC) ha condotto test che, secondo quanto riferito, hanno mostrato un certo successo usando una soluzione acquosa di nitrato di ammonio e urea. I risultati suggeriscono che dovrebbe essere condotto un test in un ambiente operativo per determinare se tale tecnica possa servire da base per una capacità operativa di dissipazione della nebbia.
Questa è una conseguenza dei criteri descritti nel paragrafo precedente e della variabilità naturale della nebbia.
Ad esempio, se prima o/e dopo una certa semina il più basso superasse i 2400 piedi (notte)/1200 (giorno) ma non superasse 5000/2400, i risultati della semina sarebbero inclusi in quest'ultimo ma non nel primo.
In COLD COWL, End in misura minore in COLD CRYSTAL, i RVR prima e dopo la semina superavano spesso 2400/1200 ma non 5000/2400.
Il lettore dovrebbe notare che le "Total Hours" nella Tabella 3 sono le ore in cui i RVR erano uguali o superiori ai valori dichiarati, e non il tempo totale in cui l'area seminata era sulla pista. Nella Tabella 2 le "Ore totali" corrispondenti alle percentuali mostrate possono essere derivate semplicemente moltiplicando le ore nella "Area seminata su tempo totale sulla pista" per le percentuali! mostrato. Nella Tabella 3, l '"Area di semina del tempo totale sulla pista" in ore può essere calcolata dividendo le "Ore totali" per le percentuali appropriate.
Tuttavia, questi differiranno per ciascuna colonna RVR per i motivi sopra menzionati.
Da queste tabelle sembrerebbe che la semina con propano liquido presso Fairchild AFB (Progetto COLD WAND) sia la meno affidabile. Tuttavia, questi dati non consentono un confronto diretto. Considerando che, per COLD COWL e COLD CRYSTAL, l'estrazione dei dati RVR è avvenuta solo per quegli intervalli in cui i calcoli utilizzando i dati del vento e le coordinate delle corsie seminate hanno mostrato l'area seminata sulla pista, l'estrazione delle figure IJAND FREDDA ha avuto luogo per tutti gli intervalli successivi alla semina.
Gli intervalli BANDA FREDDA sono iniziati 30 minuti dopo l'attivazione del primo distributore e sono terminati 30 rinvii dopo lo spegnimento dell'ultimo distributore.
Nel caso di COLD WAND, in effetti, supponiamo che ogni volta che il sistema viene attivato, sono disponibili distributori sufficienti per garantire che almeno uno sia controvento rispetto all'approccio della pista in un dato momento. Questa procedura è stata seguita a causa della maggiore complessità delle traiettorie informatiche dei pennacchi dei singoli distributori rispetto a quella delle traiettorie informatiche delle corsie. *
Tuttavia, l'esame dei dati BANDA FREDDA suggerisce che un piccolo miglioramento delle statistiche deriverebbe dall'impiego di tecniche analitiche identiche a quelle applicate ai dati COLD COWL-COLD CRYSTAL. Tuttavia, i dati della Bacchetta Fredda suggeriscono
la realizzazione di un significativo miglioramento dei risultati semplicemente attivando più distributori in un dato momento, fornendo una maggiore tolleranza per l'incertezza nelle traiettorie di plure e per cambiamenti inaspettati nella circolazione del vento.
Oltre a ciò, la possibilità di ottenere ulteriori miglioramenti richiederebbe l'aggiunta di più passerelle. L'affidabilità complessiva del sistema a terra dovrebbe superare quella del sistema aereo semplicemente in virtù della relativa semplicità del sistema a terra.
L'affidabilità complessiva del sistema aereo deve includere la probabilità che l'aeromobile non decida nei tempi previsti o che interrompa la sua missione a causa di manutenzione o altri motivi una volta in volo.
Le prove disponibili suggeriscono che la qualità dei risultati, una volta avvenuta la semina, ottenuta dal sistema terrestre è uguale o superiore a quella ottenuta dalla semina dispersa nell'aria con ghiaccio secco.
Il confronto dei risultati ottenuti in COLD CRYSTAL con quelli ottenuti in COLD COWL rivela differenze relativamente piccole nella capacità di raggiungere RVR diurni di 1200 piedi e 2400 piedi (o RVR notturni di 2400 piedi e 5000 piedi), ma una capacità significativamente più piccola di ottenere un RVR di 5000 piedi (giorno) in Europa che in Alaska (vedi tabelle 2 e 3). I motivi esatti sono sconosciuti. Tuttavia, un fattore che probabilmente svolge un ruolo importante è la presenza di un notevole inquinamento industriale nell'aria in quasi tutte le località europee.
Infatti, in inverno è raro che le visibilità superino le 3 miglia in Europa nei giorni "buoni", mentre le visibilità superiori a 10 miglia sono comuni a Elmendorf AFB.
Notifica anticipata e risultati previsionali della semina.
La contabilizzazione degli effetti della semina nella preparazione e diffusione delle previsioni terminali ha ulteriormente aumentato il valore di questo servizio meteorologico.
Ogni volta che la previsione terminale richiedeva condizioni al di sotto del minimo nelle operazioni di nebbia super-raffreddata e di dispersione della nebbia, una seconda parte delle previsioni descriveva le condizioni previste a seguito della semina e dei periodi di tempo in cui si sarebbe verificata la semina.
Inoltre, le osservazioni collegate alla fine delle osservazioni orarie di superficie meteorologica trasmesse attraverso i circuiti di comunicazione meteorologica hanno indicato i tempi di inizio e fine effettivi della semina, nonché i tempi di semina pianificati.
Per facilitare ulteriormente la pianificazione del volo, un annuncio sulla disponibilità del servizio di dispersione della nebbia è apparso nella pubblicazione di informazioni di volo "Supplemento di rotta" per Elmendorf.
SEZIONE C - PROVA DI NEBBIA CALDA
In tutto il mondo, la nebbia calda si presenta molto più frequentemente della nebbia fredda.
Di conseguenza, è di grande preoccupazione per il servizio meteorologico. Il problema della dissipazione della nebbia calda è, tuttavia, molto più difficile. Gli sforzi di ricerca e sviluppo sono in corso negli Stati Uniti e all'estero, ma finora sono stati raggiunti pochi successi. I francesi hanno recentemente installato un sistema promettente all'aeroporto di Orly, vicino a Parigi, sfruttando il calore di scarico di otto motori a reazione sotterranei ventilati sull'estremità di avvicinamento della pista.
L'AFCRL e l'Esercito hanno testato congiuntamente l'uso del lavaggio in elicottero per tagliare buchi nelle nebbie poco profonde.
Questa tecnica ha avuto successo in condizioni favorevoli.
Sali igroscopici e soluzioni erogate dal suolo o dagli aeromobili sono stati testati da diverse agenzie nel tentativo di produrre radure asciugando l'aria ed evaporando le goccioline di nebbia.
Il Naval Weapons Center (NWC) ha condotto test che, secondo quanto riferito, hanno mostrato un certo successo usando una soluzione acquosa di nitrato di ammonio e urea. I risultati suggeriscono che dovrebbe essere condotto un test in un ambiente operativo per determinare se tale tecnica possa servire da base per una capacità operativa di dissipazione della nebbia.
Air Weather Service ha progettato un test operativo da svolgere presso McClellan AFB nel gennaio 1971. I test sono stati condotti per valutare l'efficacia di una soluzione acquosa di nitrato di ammonio e urea erogata dagli aeromobili per migliorare la visibilità nell'approccio della pista alla Categoria I (RVR 2400 piedi) e categoria II (RVR 1200 piedi) minimi quando la nebbia limita la visibilità.
Due velivoli Tactical Air Command UC-123K, equipaggiati come piattaforme spray, servivano da velivolo da semina. Il sistema a spruzzo (Figura 9) era in grado di erogare 1000 galloni di soluzione ad una velocità da 100 a 400 galloni al minuto attraverso i bracci di spruzzo montati esternamente situati sotto ciascuna ala (Figura 10) e sotto la sezione di poppa della fusoliera (Figura 11 ).
La soluzione è stata rilasciata dagli ugelli di nebulizzazione agricoli con gli orifizi restrittivi rimossi per consentire portate più elevate.
La soluzione utilizzata per la semina consisteva in quattro parti di nitrato di ammonio, tre parti di urea e 0,78 parti di acqua in peso. Fu immagazzinato in un serbatoio isolato da 10.000 galloni (Figura 12),
ottenuto in prestito dal Naval Weapons Center. Poiché la soluzione si saturava e iniziava a salare a temperature inferiori a 70 ° F, la temperatura veniva mantenuta da 100 a 110 ° F da tre riscaldatori ad immersione.
L'Air Force Cambridge Research Laboratories (AFCRL) ha reso disponibili ulteriori strumenti meteorologici all'Air Weather Service per integrare le apparecchiature già installate presso McClellan AFB. Questa strumentazione aggiuntiva consisteva in due sensori del vento a bassa soglia di risposta e due trasmissometri.
La posizione dell'apparecchiatura è mostrata nella Figura 13.
Due velivoli Tactical Air Command UC-123K, equipaggiati come piattaforme spray, servivano da velivolo da semina. Il sistema a spruzzo (Figura 9) era in grado di erogare 1000 galloni di soluzione ad una velocità da 100 a 400 galloni al minuto attraverso i bracci di spruzzo montati esternamente situati sotto ciascuna ala (Figura 10) e sotto la sezione di poppa della fusoliera (Figura 11 ).
La soluzione è stata rilasciata dagli ugelli di nebulizzazione agricoli con gli orifizi restrittivi rimossi per consentire portate più elevate.
La soluzione utilizzata per la semina consisteva in quattro parti di nitrato di ammonio, tre parti di urea e 0,78 parti di acqua in peso. Fu immagazzinato in un serbatoio isolato da 10.000 galloni (Figura 12),
ottenuto in prestito dal Naval Weapons Center. Poiché la soluzione si saturava e iniziava a salare a temperature inferiori a 70 ° F, la temperatura veniva mantenuta da 100 a 110 ° F da tre riscaldatori ad immersione.
L'Air Force Cambridge Research Laboratories (AFCRL) ha reso disponibili ulteriori strumenti meteorologici all'Air Weather Service per integrare le apparecchiature già installate presso McClellan AFB. Questa strumentazione aggiuntiva consisteva in due sensori del vento a bassa soglia di risposta e due trasmissometri.
La posizione dell'apparecchiatura è mostrata nella Figura 13.
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| Figura 13. Mappa del complesso di piste di McClellan AFB che mostra le posizioni delle attrezzature. |
Il modello di semina consisteva in due aerei volati in scia, spostati in avanti rispetto alla linea centrale del corridoio di avvicinamento per una distanza pari a sette minuti di deriva del vento.
Tutti i passaggi di semina sono stati fatti a 400 piedi dal livello del suolo ad una velocità dell'aria indicata di 125 nodi.
Queste informazioni, insieme alle stime della distribuzione dimensionale del materiale di semina e della larghezza del volume seminato "prodotto da
l'aereo da semina era gestito con il modello di computer a nebbia calda AFCRL.
Ciò ha prodotto stime della quantità di materiale che sarebbe necessaria per produrre radure della grandezza desiderata e il tempo necessario per raggiungere la radura massima.
Il modello al computer prevedeva che sarebbe stato necessario un tasso di semina di 500 galloni al minuto per aeromobile per produrre una radura con una visibilità di mezzo miglio in 6-8 minuti.
Durante il periodo di prova sono state condotte sette operazioni seedinrg separate, due il 25 gennaio e cinque il 27 gennaio 1971.
I test condotti il 25 gennaio sono iniziati alle 0945 ora locale.
Le radure naturali iniziarono all'incirca nello stesso momento, quindi tutti i risultati che avrebbero potuto essere prodotti dalla semina furono oscurati. Il 27 gennaio, i test sono iniziati alle 0400; la visibilità prevalente è rimasta a 1/16 miglia o meno per tutto il periodo di prova.
Non sono stati rilevati miglioramenti della visibilità su nessuno dei trasmissometri a seguito di uno di questi cinque test.
Le informazioni sul vento provenienti da tutti i sensori del vento disponibili sono state analizzate per stimare la deriva del volume di nebbia seminato in tutti i casi.
È stato scoperto che, a causa delle fluttuazioni del vento, la maggior parte o la nebbia seminata non si è spostata su nessuno dei trasmissometri nel desiderato intervallo di 6-10 minuti dopo la semina.
In un solo caso l'analisi ha mostrato che il volume di nebbia seminato avrebbe dovuto trovarsi sull'area dei trasmissometri nell'intervallo di tempo desiderato. Prevedere i venti nella nebbia era il problema più difficile riscontrato durante il programma. Venti tranquilli si incontravano raramente in una situazione di nebbia; infatti, i venti raramente erano inferiori ai 2-3 nodi misurati dai sensori del vento a bassa soglia di risposta.
Quando i venti erano meno di 2 nodi, erano caratterizzati da ampie variazioni di velocità e direzione su intervalli di breve durata.
Il piccolo numero di test condotti e le difficoltà incontrate nel prevedere la deriva del volume seminato della nebbia a causa della variabilità dei venti, ha reso impossibile valutare l'efficacia della soluzione di nitrato di ammonio / urea e la dispersione della nebbia.
Tuttavia, la tecnica ha dimostrato un fallimento operativo in base ai test effettuati. A causa del volume relativamente piccolo di nebbia che può essere seminato da un aereo, l'importanza di puntare correttamente il volume seminato sopra la pista è fondamentale.
È stato scoperto presso McClellan AFB che il radar di avvicinamento di precisione (PAR) è in grado di posizionare l'aereo di semina entro 25-50 piedi dalla posizione desiderata fuori a 1000 piedi su entrambi i lati della linea centrale della pista.
Divenne presto evidente, tuttavia, che l'accuratezza del radar PAR non poteva essere utilizzata in modo efficace poiché non era possibile effettuare le previsioni del vento a breve termine necessarie per sapere dove l'aeromobile doveva essere posizionato durante la corsa di semina.
È pertanto obbligatorio condurre ulteriori indagini sui campi di vento su piccola scala che esistono nella nebbia calda, poiché il successo di questa tecnica e forse di tutti gli altri per dissipare la nebbia calda dipenderà dalla capacità di prevedere con precisione questi venti . L'unica altra opzione per il materiale igroscopico è lo sviluppo di un sistema di erogazione che auto, seminando in modo adeguato su un grande volume di nebbia che le variazioni su piccola scala nel campo del vento non abbiano più un effetto significativo.
SEZIONE D PROGETTO TEXAS RAIN-AUMENTATION (RAFFREDDAMENTO) [5]
Dalla scoperta alla fine degli anni '80 delle proprietà di ghiaccio-nuclismo del ghiaccio secco e dello ioduro d'argento, i fisici delle nuvole hanno tentato di aumentare le precipitazioni sconvolgendo il delicato equilibrio metastabile delle forze microfisiche che esiste nelle nuvole contenenti acqua in uno stato liquido superrefrigerato. Sono stati avanzati due approcci teorici per aumentare le precipitazioni seminando nuvole super raffreddate con ioduro d'argento (AgI). Un metodo si basa sull'ampliamento dello spettro delle goccioline per avviare il processo di coalescenza attraverso la crescita preferenziale del ghiaccio di Bergeron-Findeisen rispetto all'acqua in una nuvola a fase mista. L'induzione di tale instabilità colloidale è spesso definita "seeding statico" perché solo un numero sufficiente di nuclei di ghiaccio viene introdotto per alterare la microfisica delle nuvole.
L'approccio alternativo è quello di introdurre una quantità sufficiente di nuclei di ghiaccio per influenzare la circolazione dinamica delle nuvole.
Durante il processo di conversione da acqua a ghiaccio, vengono rilasciate nell'ambiente circa 80 calorie di calore di fusione per ogni grammo di acqua congelata. Una volta che alcuni cristalli di ghiaccio si sono formati all'interno di una nuvola, la deposizione diretta del vapore acqueo sulle superfici cristalline provoca un ulteriore riscaldamento. Il calore totale rilasciato può essere sufficiente per aumentare notevolmente la galleggiabilità del corpo della nuvola e causarne la crescita sia in verticale che in orizzontale. Tale crescita può essere pronunciata, anche spettacolare, se uno strato stabile debole (inversione) sta bloccando lo sviluppo di nuvole naturali.
In teoria, la massa nuvolosa più grande risultante avrà una durata molto più lunga e sarà molto più efficiente nel processare l'umidità disponibile che le precipitazioni possono essere notevolmente aumentate rispetto a ciò che accadrebbe da una serie di nuvole relativamente poco profonde, scarsamente organizzate, senza semi. Questo approccio all'aumento della pioggia è chiamato "seeding dinamico" ed è principalmente applicabile alle nuvole convettive (cumulus) super raffreddate. Questo tipo di semina è stato utilizzato con un certo successo sia dalla Marina che dall'aeronautica nelle Isole filippine j8], e dalla Nationa2 Oceanic and Atmospher Administration nei Caraibi [7] e in Florida [6]. Un sondaggio climatologico sull'attività della nuvola convettiva super raffreddata che si verifica nel sud del Texas durante il mese di giugno 1971 indicava che l'utilizzo dell'approccio di semina dinamica offrirebbe buone probabilità di aumentare le precipitazioni in quella zona.
Il progetto COLD RAIN era la designazione data alla parte dell'Aeronautica Militare di un programma operativo per l'aumento della pioggia diretto dall'Ufficio di Bonifica progettato per aiutare ad alleviare le gravi condizioni di siccità che esistevano in tutta l'area del centro-sud del Texas durante la primavera del 1971. A partire da Il 6 giugno e proseguendo fino a quando il progetto non ha terminato un 30 Jume, due aerei Air-Service WC-130 / B, appositamente attrezzati per la consegna e il rilascio di razzi pirotecnici contenenti ioduro d'argento: nucleante, materiale, trasportati per un totale di 35 missioni di semina di nuvole coinvolge 157 ore di volo.
Più di 1000 penetrazioni di semina furono trasformate in più di 250 torri individuali; Sono stati spesi 2671 razzi, ciascuno con 25 grammi di ioduro d'argento.
COLD RAIN è stato messo in scena da Kelly AFB (SKF) vicino a San Antonio.
L'area delineata in nero nella Figura 14 era la regione del Texas soggetta alle operazioni di semina dell'Aeronautica in tempo reale o durante la durata del progetto.
L'area primaria, più intensamente, seminata è ombreggiata. La regione tratteggiata rappresenta un'area seminata congiuntamente dall'aeronautica e da appaltatori privati assunti dall'ufficio di bonifica.
L'area operativa totale era piuttosto estesa e comprendeva circa 75.000 miglia nautiche quadrate.
L'area seminata intensamente comprendeva circa il 25% del totale.
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| Figura 14. Area operativa Progetto PIOGGIA FREDDA. L'area primaria, più intensamente seminata è punteggiata. L'area seminata congiuntamente con gli appaltatori BuRec viene tratteggiata |
Il generatore di catalizzatore WMU-l (XCL-4) / B (Figura 15) sviluppato dal Naval Weapons Center è stata la pietra angolare del progetto. Il materiale pirotecnico per la semina delle nuvole, pressato in un gruppo di candele ricoperto di plastica e alloggiato all'interno di una cartuccia per fotoflash in alluminio da 40 mm, è stato formulato per bruciare per circa 40 secondi emettendo fumo di ioduro d'argento nucleanante attraverso una profondità di caduta libera da 6000 a 8000 piedi. I razzi sono stati trasportati esternamente in cestini fissati a rack montati sulle porte del deflettore dell'aria dell'aeromobile.
La Figura 16 illustra i rack e i tre cestini in posizione "dowi" pronti per il caricamento.
I razzi sono installati come mostrato nella Figura 17 e il prodotto finale pronto per il volo appare come mostrato nella Figura 18. Con ogni cestello che trasporta 26 razzi e la consueta configurazione di quattro cestini su ciascun lato dell'aeromobile, il totale pirotecnico la capacità in cn di ogni missione di semina era 208. I rack contenevano teste di fuoco diroccate verso l'interruttore ATO vicino alla posizione del copilota nella cabina di pilotaggio.
Quando la connessione eleatrica è forzata, il bagliore si accende espellendo il gruppo candela dal contenitore di alluminio che rimane fisso nel cestino. Alla fine del suo tempo di combustione, la candela è completamente consumata e nulla raggiunge il suolo.
Il radar meteorologico era uno strumento primario: (1) per decidere quali sezioni dell'area target del Texas meridionale stavano sviluppando nuvole adatte alla semina; (2) per guidare l'aereo di semina verso le opportune formazioni nuvolose; e (3) per valutare il grado di successo ottenuto dallo sforzo di semina. Il Kelly AFB CPS-9 (radar da 3 cm) ha fornito una copertura quasi continua durante la durata del progetto, mentre l'FPS-77 (radar da 5 cm) di Randolph (RND), Bergstrom (BSM), Laredo (LRD), Laughlin (DLF) e Basi dell'aeronautica di Carswell (FWH) sono state utilizzate per una copertura specializzata durante la semina nelle aree di terra. Buone comunicazioni da pilota a meteorologo hanno permesso ai tecnici radar di sapere quando e dove stava funzionando il velivolo di semina. Le fotografie polaroid con ambito PPI sono state scattate circa una volta ogni 15 minuti mentre era in corso la semina. La Figura 19, una fotografia presa dal radar Kelly, mostra il grado di risoluzione possibile. La freccia indica che il gruppo cloud è stato lavorato da uno degli aerei in fase di semina.
L'ambito è sulla gamma di 75 miglia con il segno di distanza a 47 miglia statutarie. Il ritorno al centro dell'immagine è un disordine al suolo. Al momento in cui è stata scattata la foto, un radar RHI adiacente indicava una cima di 23.000 piedi per la parte più alta della massa di nuvole seminate.
Il processo di decisione della migliore posizione all'interno dell'area target per lo svolgimento delle operazioni di semina è stato aiutato dai risultati di modelli di convezione numerici monodimensionali a stato stazionario utilizzando come input i dati di temperatura e umidità della radiosonda 1200Z ottenuti dalle stazioni di servizio meteorologiche nazionali a Del Rio ( DRT), Victoria (VCT), Brownsville (BRO) e Midland (MAF) e da una speciale unità a palloncino mobile Air Weather Service a Kelly APB (SIC), il modello è stato in grado di prevedere quantitativamente l'effetto della semina sullo sviluppo del cloud .
Le aree per le quali il modello ha predetto una buona "seedability" (una misura della crescita delle nuvole che potrebbe verificarsi dalla semina) e in cui erano già presenti cumuli superrefrigerati (come determinato dalle informazioni del radar) sono state le prime scelte per una missione di pioggia . Al fine di fornire dati utili per la post-analisi, una radio-sonda speciale aggiuntiva veniva lanciata quotidianamente da Kelly AFB a 180 OZ.
Dopo essere stato informato sulle condizioni sinottiche dal distacco meteorologico di base, i consulenti tecnici del progetto, in consultazione con i funzionari dell'Ufficio di bonifica e armati dei risultati della modellazione numerica e delle ultime indicazioni radar, hanno determinato il numero di velivoli per volare come seminatrici (nessuna, una o due), il momento del lancio (di solito 1830Z), l'opportunità di richiedere la fotografia in alta quota RB-57F a fini di valutazione e le regioni all'interno dell'area target complessiva in cui concentrare le attività di semina.
Le decisioni di cui sopra erano generalmente disponibili per gli equipaggi aerei di 160OZ.
La procedura di semina seguita era simile a quella utilizzata dagli scienziati della National Oceanic and Atmospher Administration (NOAA) in Florida. Le nuvole Cwmuliform sono ritenute idonee alla semina se le loro cime sono nell'intervallo di temperatura compreso tra - 4 ° C e -20 ° C (generalmente corrispondente ad altitudini tra 17.500 e 25.000 piedi) con il corpo della nuvola che si estende per una profondità di almeno 10.000 piedi. I cumuli con un aspetto duro e di cavolfiore, indicativi di una nuvola "bagnata" in una fase di sviluppo, sono obiettivi principali, mentre quelli con un aspetto diffuso e sottile, indicativi di una nuvola "secca" o glaciale in una fase di dissipazione, vengono respinti. Le condizioni di semina più ideali si verificano quando una grande massa di nubi "cumulus congestus" sviluppa continuamente nuove torrette "dure" superrefrigerate sul lato rialzato. Seminare le torri verso l'alto mentre si sviluppano si ingrandisce e organizza meglio la circolazione mesoscale presente che, in teoria, dovrebbe portare in modo significativo
maggiori precipitazioni localizzate.
Di solito, l'aereo, volando ad un'altitudine di pressione che varia tra 17.500 e 19.000 piedi, penetrava nella torretta della nuvola bersaglio ovunque da 500 a 2000 piedi sotto la sua cima.
Se la torretta era sufficientemente "bagnata" e/o conteneva un significativo potenziamento, veniva lanciato un bagliore ogni due o tre secondi circa mentre l'aeromobile si trovava nella regione di aggiornamento.
In generale, il dispendio di luce per penetrazione di semina variava tra tre e dodici.
Occasionalmente, se si presentasse l'opportunità, uno o due razzi venivano rilasciati da 500 a 1000 piedi sopra le cime delle torrette a cumulo in aumento.
Si è riscontrato, in alcuni casi, che se l'aereo WC-130 passava a circa 500 piedi dalla cima della torretta, sopra o sotto, l'intrusione della scia dell'aria ambientale più asciutta avrebbe avuto un effetto deleteria sul successivo sviluppo della nuvola.
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| La presente relazione annuale sulle attività di modifica meteorologica del servizio meteorologico illustra le tecniche, le procedure e i risultati dei progetti intrapresi durante l'anno 1971. Il suo scopo principale è quello di informare il personale sul campo di AWS sui progressi delle modifiche meteorologiche durante l'anno. Rapporti dettagliati dei singoli progetti sono pubblicati altrove se giustificati. BACCHETTA FREDDA, FRAGOLA FREDDA, GUERRA FREDDA, CRISTALLO FREDDO, NEBBIA CALDA e PIOGGIA FREDDA sono le attività trattate in questo rapporto. |
https://apps.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/743288.pdf
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