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domenica 12 aprile 2020

Hurricane Hacking: Il Dipartimento per la sicurezza interna entra nel settore delle modifiche meteorologiche


Hurricane Hacking: il Dipartimento per la sicurezza interna entra nel settore delle modifiche meteorologiche


DHS sta lavorando alla guida degli uragani con Bill Gates e i migliori scienziati di geoingegneria.
Geoengineering • Cloud Seeding • Hurricane Modification • Weather Modification 

Pubblicato · Venerdì 8 novembre 2013
Di James Franklin Lee Jr.

 Lo sapevate? I bravi ragazzi del DHS stanno lavorando per guidare gli uragani e alcuni grandi nomi del mondo della geoingegneria stanno entrando nel mix. Controlla la seguente sequenza temporale per vedere come è andata a finire, quindi leggi il rapporto DHS sul laboratorio di hacking degli uragani.



Sequenza temporale



Assegnato a: The Invention Science Fund I, LLC
Bowers, Jeffrey A. (Kirkland, WA, USA)
Caldeira, Kenneth G. (Campbell, CA, USA)
Chan, Alistair K. (Stillwater, MN, US)
Gates III, William H. (Redmond, WA, USA)
Hyde, Roderick A. (Redmond, WA, USA)
Ishikawa, Muriel Y. (Livermore, CA, USA)
Kare, Jordin T. (Seattle, WA, USA)
Latham, John (Boulder, CO, USA)
Myhrvold, Nathan P. (Medina, WA, USA)
Salter, Stephen H. (Edinburgh, GB)
Tegreene, Clarence T. (Bellevue, WA, US)
Wattenburg, Willard H. (Walnut Creek, CA, USA)
Wood Jr., Lowell L. (Bellevue, WA, USA)
Wood, Victoria Y. H. (Livermore, California, Stati Uniti)



Vi presento ora il rapporto del workshop DHS (video e alcune immagini aggiunte da Jim Lee):

RELAZIONE SUL SEMINARIO DI MODIFICA URAGANI



6-7 FEBBRAIO 2008 DAVID SKAGGS CENTRO DI RICERCA BOULDER, COLORADO





Direzione del dipartimento per la scienza e la tecnologia della sicurezza nazionale




Marzo 2008
HURRICANE MODIFICATION WORKSHOP
Sommario

 I. SINTESI

 II. INTRODUZIONE

 III. SCOPO DEL WORKSHOP

 IV. TEMI GENERALI DELLE PRESENTAZIONI

 V. RACCOMANDAZIONI

 VI. CONCLUSIONE

 VII. STRADA DA PERCORRERE

 APPENDICE A - PARTECIPANTI AL WORKSHOP

 APPENDICE B - AGENDA DEL WORKSHOP



I. SINTESI


 La potenziale perdita di vite umane, la devastazione fisica, l'impatto economico e la perdita di fiducia pubblica causata da un uragano maggiore potrebbero essere dannosi per gli Stati Uniti quanto qualsiasi attacco terroristico. Queste minacce sono significative e l'entità degli impatti aumenta a causa dei continui spostamenti della popolazione verso le zone costiere e potenzialmente dei conseguenti cambiamenti nell'ambiente. Questa tendenza è evidenziata dalla distruzione degli uragani Katrina e Rita nel 2005 e di Andrew e Iniki alla fine del XX secolo. Possiamo causare un cambiamento a questi eventi orribili che ridurrebbe le loro forze distruttive? Questo seminario è stato il primo passo per rispondere a questa domanda.

 Alla luce di queste realtà, il Dipartimento per la sicurezza nazionale (DHS) con l'assistenza organizzativa della National Oceanic and Atmospher Administration (NOAA) / Global Systems Division del Earth Systems Research Laboratory ha sponsorizzato un seminario sulla modifica degli uragani presso il David Skaggs Research Center a Boulder, Colorado, 6-7 febbraio 2008. Questa azione è coerente con l'Homeland Security Act del 2002, la missione del Dipartimento per la sicurezza interna (DHS) per rispondere alle minacce e ai pericoli per la nazione e la direzione Scienza e tecnologia (S&T) obiettivo di accelerare la fornitura di capacità tecnologiche avanzate per soddisfare i requisiti e colmare le lacune di capacità per supportare le agenzie DHS nel compiere la loro missione. L'obiettivo del seminario era di:
  • Identificare ipotesi di modifica dell'uragano che giustificano ulteriori studi
  • Comprendere i processi fisici dell'uragano, inclusi lo sviluppo iniziale, la meccanica, il ciclo di vita, le instabilità e le risposte a dinamiche e forze esterne
  • Comprendere le preoccupazioni specifiche del DHS relative alle minacce di uragani alla vita e alle proprietà causate da vento, pioggia e mareggiate
  • Definire potenziali fattori di modifica dell'uragano specifici del DHS, requisiti e rischi (ad es. Modifica pre-sviluppo, tracciamento delle variazioni, variazione di intensità)
  • Indirizzare gli sforzi / i costi / la redditività / i tempi previsti per l'implementazione della modifica degli uragani
  • Consiglia un percorso in avanti

Un gruppo internazionale di esperti riconosciuti nelle discipline legate alla formazione, alla dinamica e alla modifica degli uragani si è riunito per presentare, discutere e valutare ipotesi che potrebbero avere una potenziale applicabilità alla missione del DHS di proteggere la nazione dalle catastrofi naturali causate dagli uragani. Le discussioni si sono concentrate su come modificare al meglio gli uragani in modo da ridurre al minimo le sue forze distruttive. Due potenziali aree di interesse erano: 1) Cambiare il corso di un uragano e 2) Ridurre le forze distruttive riducendo i venti o le piogge che accompagnano un uragano. Sono stati fatti passi da gigante nella capacità di prevedere in che modo gli uragani si sposteranno attraverso gli oceani, tuttavia esistono competenze limitate per prevedere in anticipo le intensità dell'uragano, come ancora non si sa ancora come funzionino questi enormi sistemi di tempesta. Le seguenti aree sono state suggerite per ulteriori indagini:
  • Ricerca di base in tutte le fasi del ciclo di vita di un uragano
  • Modellazione numerica dettagliata da includere:
  • Gerarchia di modelli. Richiede l'accesso a un sistema supercomputer per eseguire le simulazioni.
  • Studi di modellizzazione globale per stimare l'impatto su larga scala dei metodi di raffreddamento delle nuvole e / o della temperatura della superficie del mare (SST)
  • Modelli di circolazione generale atmosferica (GCM)
  • Modelli accoppiati di atmosfera oceanica
  • Modellazione su scala cloud per comprendere meglio l'impatto della semina sulle nuvole - (1) uragani a tutti gli effetti: (2) nuvole che potrebbero svilupparsi in uragani: (3) nuvole che potrebbero essere seminate per aumentare la loro riflettività e quindi raffreddare le acque superficiali degli oceani.
  • Modello Plume, grande simulazione vorticosa della down-pump a onda e impatto della up-pump sull'omogeneizzazione dello strato misto oceanico
  • Test di modellazione ad alta risoluzione accoppiati uragano-oceano-oceano con input in un modello di ondata di tempesta (o interazione a tre vie)
  • Ricerca di base sulla modellazione di pacchetti di fisica, capacità di accoppiamento e problemi di risoluzione.
  • Il programma di modellistica dovrebbe avere una componente osservativa per misurare: (1) gli aerosol all'interno della tempesta (ad esempio, l'aerosol che alimenta la tempesta); (2) misurazioni degli aerosol lungo le traiettorie di afflusso fino al punto in cui domina lo spray marino; (3) spettri di attivazione di Cloud Condensation Nuclei (CCN) e conteggio totale di aerosol; (4) gli spettri di dimensione della nuvola e le distribuzioni di dimensione dell'idrometeore in nuvole fuori dall'uragano, in nuvole intorno alla periferia dell'uragano, in nuvole fino al punto in cui lo spruzzo di mare domina e nuvole nella regione di forte spruzzo di mare.
  • Analisi delle variazioni a 4 dimensioni
  • Perturbazioni atmosferiche
  • Analisi statistica
  • Prova i mezzi fisici per modificare un uragano
  • Test di laboratorio in un serbatoio per esaminare prototipi e test sul campo con tecnologie esistenti.
  • Semina delle nuvole con aerosol di sale marino per migliorare la nuvola albedo e la longevità, producendo così il raffreddamento delle acque superficiali oceaniche. 
  • Sarebbe inoltre necessario un lavoro di laboratorio.
  • Test sul campo in scala limitata:
  • Test di semina del sale
  • Aerosol nero di carbonio (CBA)
  • Raffreddamento nell'oceano superiore
  • Generatori di ioni
  • Semina
  • Film monostrato
  • Piano di programma proposto

 Dagli sforzi di tutti i partecipanti al seminario è stato sviluppato il seguente piano di programma. Ulteriori dettagli sarebbero necessari prima che i fondi potessero essere spesi, ma il percorso raccomandato è solido e fattibile.
Elemento di lavoro Est. Cost Est. Time
Task I



Sviluppo di concetti di modellazione iniziale per la valutazione $300K 6 Months
Modellazione di concetti selezionati $400K 18 Months
Sviluppo di concetti di simulazione per la valutazione $300K 6 Months
Test di simulazione analitica / di laboratorio di concetti $400K 18 Months
Giù selezione di 3-4 concetti per test dettagliati $200K 3 Months
TOTAL TASK I COSTO $1,600K
Task II

Sviluppo di concetti iniziali per la valutazione $200K 4 Months
Sviluppare concetti dettagliati per la distribuzione di sistemi $200K 4 Months
Test su piccola scala per distribuzione e prestazioni $350K 6 Months
Valutazione della fattibilità del sistema in vari ambienti $200K 3 Months
Selezionare 1-2 concetti per test su larga scala $100K 1 Month
TOTAL TASK II COSTO $1,050K




Task III

Progetto definitivo per i sistemi selezionati $450K 6 Months
Pianificare test su larga scala con dettagli di implementazione $1,000K 8 Months
Effettuare test su larga scala con / valutazione e rapporti $60,000K 36 Months
TOTAL TASK III COSTO $61,450K



COSTO TOTALE DEL PROGETTO $64,100K

I cicloni tropicali (tifoni ed uragani) sono le più violente tempeste su larga scala sulla terra, a volte uccidono migliaia di persone e causano danni per miliardi di dollari. Gli effetti dell'uragano Katrina sugli Stati Uniti sono ben documentati. Anche se, nel formulare politiche e intraprendere qualsiasi azione, dobbiamo essere consapevoli che i cicloni tropicali come gli uragani servono a uno scopo utile nel bilancio energetico della terra e nel fornire precipitazioni alle aree in cui le piogge dai cicloni tropicali sono una componente vitale dell'approvvigionamento idrico regionale . Pertanto, qualsiasi politica adottata e le sue azioni successive non devono eliminare tutti i cicloni tropicali, ma ridurne la devastazione. Se abbiamo qualche possibilità di ridurre l'enorme potere distruttivo di queste enormi tempeste, abbiamo bisogno di una migliore comprensione di come si formano, si sviluppano, cambiano intensità, cambiano traccia e poi si dissipano. Con l'approccio sopra e le tecnologie di oggi questo potrebbe essere possibile.

INTRODUZIONE


 La potenziale perdita di vite umane, la devastazione fisica, l'impatto economico e la perdita di fiducia pubblica causata da un uragano maggiore potrebbero essere dannosi per gli Stati Uniti quanto qualsiasi attacco terroristico. Queste minacce sono significative e sembrano aumentare a causa dei continui spostamenti della popolazione verso le aree costiere e potenzialmente dai conseguenti cambiamenti ambientali. Questa tendenza è evidenziata dalla distruzione causata dagli uragani Katrina e Rita nel 2005 e da Andrew e Iniki alla fine del XX secolo. Il riconoscimento di questo complesso problema è evidenziato nei trattati e nelle leggi sia emanati sia proposti, progettati per affrontare sia la mancanza di comprensione sia il riconoscimento che i tentativi di alterare o interferire con la formazione naturale e / o gli effetti di un uragano avrebbero potuto o essere intenzionalmente utilizzati per causare effetti collaterali. Di particolare nota sono:
  • Istituire un sottocomitato per la modifica delle condizioni meteorologiche ...
  • Istituire un programma di ricerca nazionale ...
  • Istituire un comitato consultivo per la ricerca sulle modifiche meteorologiche ...
  • 110° Congresso 1a sessione: H.R. 3445 e S 1807 Ricerca sulla mitigazione meteorologica e legge sull'autorizzazione al trasferimento tecnologico del 2007 per sviluppare e attuare una politica nazionale completa e coordinata di mitigazione meteorologica e un programma cooperativo nazionale e statale nazionale di ricerca e sviluppo sulla mitigazione meteorologica.
Ci sono stati tre tentativi precedenti a livello federale di modificare gli uragani, l'ultimo è terminato nel 1983. I risultati di ciascuno di essi sono stati deludenti e hanno solo causato un ulteriore respingimento della ricerca continua.
  • Progetto Cirrus: il primo tentativo di modifica dell'uragano, ha utilizzato il ghiaccio secco per seminare l'uragano Beulah al largo della costa di Jacksonville, in Florida. L'uragano cambiò rotta dopo la semina e approdò in Georgia e nella Carolina del Sud; nessuna relazione causale potrebbe essere determinata.
  • Progetto Scud: realizzato dalla New York University con finanziamenti dell'Ufficio di ricerca navale. L'attenzione si è concentrata sulla determinazione degli effetti della nucleazione artificiale sulla ciclogenesi nell'Oceano Atlantico al largo della costa orientale degli Stati Uniti. Ghiaccio secco usato erogato da un aereo a 150 libbre / s per 12 ore. I risultati non potevano differenziarsi dalle normali fluttuazioni dei modelli meteorologici.
  • Progetto Stormfury: progetto collaborativo tra il Dipartimento del Commercio e la Marina degli Stati Uniti, dal 1962 al 1983. Seminato quattro diversi uragani con ioduro d'argento, i risultati furono ambigui.



Il Consiglio Nazionale delle Ricerche delle Accademie Nazionali ha pubblicato un rapporto nel 2003, Critical Issues in Weather Modification Research, che in sostanza raccomanda un rinnovato impegno per far progredire la comprensione dei processi atmosferici fondamentali che sono centrali nelle questioni di modifica meteorologica intenzionale e involontaria; chiedere un programma nazionale coordinato per condurre una ricerca sostenuta nella microfisica del cloud e delle precipitazioni, dinamica del cloud, modellizzazione del cloud e seeding del cloud e un focus sulle domande di ricerca fondamentali piuttosto che sulle applicazioni a breve termine della modifica del tempo. L'elemento chiave del National Academies Report è la sua enfasi sulla ricerca di base per comprendere meglio i processi degli uragani (ad esempio, iniziazione, intensificazione, ciclo di vita inclusi cicli di sostituzione oculare, movimento, aerosol e interazioni aria-mare, effetti del wind shear, dissipazione) prima l'applicazione delle procedure di modifica. Chiedendo un programma di ricerca nazionale coordinato, le Accademie nazionali hanno dimostrato di comprendere la difficoltà e la complessità del problema della modifica dell'uragano e hanno riconosciuto che ci vorrà l'esperienza di un numero di gruppi e individui per affrontare adeguatamente il problema. La prossima sezione di questo rapporto discute lo scopo del seminario seguito da una descrizione e abstract di tutte le presentazioni fornite. Le seguenti sezioni contengono un elenco di raccomandazioni derivate dal seminario e una conclusione della relazione seguita da un piano di programma suggerito.

III. SCOPO DEL WORKSHOP


 Il seminario sulla modifica degli uragani è stato avviato dal sottosegretario Jay Cohen, DHS S&T, per studiare la possibilità di ridurre al minimo l'enorme perdita di vite umane, proprietà e stabilità economica riducendo le forze distruttive di un uragano. Ciò può essere ottenuto modificando la sua traccia, velocità, venti e pioggia. Il DHS con l'assistenza organizzativa della National Oceanic and Atmospher Administration (NOAA) / Global Systems Division del Earth Systems Research Laboratory ha sponsorizzato un seminario sulla modifica degli uragani presso il David Skaggs Research Center di Boulder, Colorado, 6-7 febbraio 2008. Questo l'azione è coerente con l'Homeland Security Act del 2002, la missione del Dipartimento della sicurezza nazionale (DHS) per rispondere alle minacce e i pericoli per la nazione e l'obiettivo della direzione Scienza e tecnologia (S&T) per accelerare la fornitura di capacità tecnologiche avanzate per soddisfare i requisiti e colmare le lacune di capacità per supportare le agenzie DHS nel compiere la loro missione. L'obiettivo del seminario era di:
  • Identificare ipotesi di modifica dell'uragano che giustificano ulteriori studi
  • Comprendere i processi fisici dell'uragano, inclusi lo sviluppo iniziale, la meccanica, il ciclo di vita, le instabilità e le risposte a dinamiche e forze esterne
  • Comprendere le preoccupazioni specifiche del DHS relative alle minacce di uragani alla vita e alle proprietà causate da vento, pioggia e mareggiate
  • Definire potenziali fattori di modifica dell'uragano specifici del DHS, requisiti e rischi (ad es. Modifica pre-sviluppo, tracciamento delle variazioni, variazione di intensità
  • Indirizzare gli sforzi / i costi / la redditività / i tempi previsti per l'implementazione della modifica degli uragani
  • Consiglia un percorso in avanti

Un gruppo internazionale di esperti riconosciuti nelle discipline legate alla formazione, alla dinamica e alla modifica degli uragani si è riunito per presentare, discutere e valutare ipotesi che potrebbero avere potenziale applicabilità alla missione del DHS di proteggere la nazione dalle catastrofi naturali. Gli argomenti di discussione sono stati:
  • Caratteristiche degli uragani di categoria 5
  • Ricerca collaborativa sulla modifica dell'uragano mediante dispersione di nerofumo: metodi, mitigazione del rischio e comunicazione del rischio
  • Modifica dell'uragano seminando nuvole con CCN per sopprimere la pioggia calda
  • Emasculazione dell'uragano tramite il raffreddamento della superficie dell'oceano
  • Sforzo di uragano riduzione dell'intensità tramite il raffreddamento della superficie del mare
  • Metodologia per ridurre l'intensità dell'uragano utilizzando array di pompe di risalita guidate dalle onde
  • Energia delle onde, alimentazione dei pesci e soppressione degli uragani
  • Revisione di due schemi di modifica degli uragani
  • Sulla semina idroscopica degli uragani
  • Partnership della Costa del Golfo per la promozione di GEMS: Gulf Eddy Monitoring System Una soluzione tomografica acustica

 La sezione successiva descrive ogni presentazione fornita durante il workshop indicando il focus e presentando abstract su ciascuno di essi.

IV. TEMI GENERALI DELLE PRESENTAZIONI


 Durante questo seminario sono state tenute dieci (10) presentazioni su argomenti che vanno dall'uragano di categoria 5 all'emasculazione dell'uragano. Ciò che segue sono le informazioni su ciascuna presentazione per includere un breve focus e un abstract su ciascuna. Le linee guida per le presentazioni includevano:
  • Qual è l'origine dell'ipotesi? Chi è stato coinvolto nella sua promozione?
  • La tua ipotesi di modifica si concentra principalmente sull'intensità della tempesta (vale a dire pressione minima e venti a livello del mare) o sui cambiamenti nella traccia della tempesta?
  • Qual è il tuo modello concettuale passo-passo per la modifica dell'uragano?
  • Questo scenario di modifica è stato affrontato dalla modellazione numerica?
  • Esistono prove concrete che l'intervento specificato (ad es. Raffreddamento della superficie del mare, inibizione dell'evaporazione dalla superficie del mare, espulsione di aerosol nella circolazione dell'uragano) funzionerà come previsto e che avrà l'effetto desiderato sull'uragano?
  • L'ipotesi di modifica è stata presentata alla comunità scientifica attraverso pubblicazioni scientifiche o durante incontri scientifici? In tal caso, sarebbe utile fornire ristampe del documento più pertinente ai partecipanti alla riunione.
  • È possibile che la modifica dell'uragano proposta abbia effetti secondari indesiderati come la soppressione della pioggia pre-tempesta e post-tempesta nell'area di modifica?
  • La modifica proposta richiederà azioni prima dell'esistenza della tempesta in un luogo prestabilito o sarà possibile andare a una tempesta esistente per svolgere l'attività di modifica? Se il primo, quali criteri verranno utilizzati per specificare l'area protetta? Cosa succede se l'uragano non si materializza?
  • Quale livello di sforzo sarà richiesto per effettuare le modifiche? I cambiamenti ipotizzati sono realistici in considerazione della scala e dell'intensità dell'uragano?
  • L'attività di modifica verrà svolta dalle navi sulla superficie del mare prima della tempesta o dall'aria da cui gli agenti di modifica potrebbero essere dispersi nelle posizioni desiderate all'interno e intorno alla tempesta? Se il primo, l'attività marittima deve essere svolta al centro della tempesta? È un requisito realistico?
  • Quali sono i requisiti logistici per lo svolgimento dell'attività di semina? Realisticamente, questo può essere fatto? A quale costo?
  • Quali sono i tuoi consigli chiave per il test iniziale della tua ipotesi di modifica dell'uragano? Si baserebbe su simulazioni di modelli e / o su prove atmosferiche limitate? Quale sarebbe il lasso di tempo di tali studi? Quanto costerebbero?
  • Il tuo scenario di modifica consente la collaborazione con colleghi che stanno promuovendo le proprie ipotesi di modifica? In tal caso, come è possibile farlo?


1. Caratteristiche degli uragani di categoria 5 - Dr. Jay Hobgood


 Focus: questa presentazione ha esaminato le caratteristiche comuni agli uragani di categoria 5 sul bacino atlantico. Le temperature calde della superficie del mare e il leggero taglio del vento verticale sono necessarie per consentire a questi uragani di avvicinarsi ai limiti teorici superiori della loro intensità. La maggior parte degli uragani di categoria 5 subisce un periodo di intensificazione rapida, che rende ancora più ardua la previsione della loro massima intensità. Il potenziale di intensificazione rapida, combinato con le incertezze nelle previsioni di traccia e intensità complica le potenziali strategie di mitigazione. Riassunto: gli uragani Dean e Felix sono approdati nel Mar dei Caraibi nord-occidentali come uragani di categoria 5 entro due settimane l'uno dall'altro nel 2007. Questo segna la prima volta in cui due uragani di categoria 5 hanno fatto sbarco durante la stessa stagione degli uragani. Ha rappresentato anche solo il quarto anno in cui sono stati osservati più uragani di categoria 5 sul bacino atlantico. Gli altri tre anni con più categorie 5 sono stati 1960, 1961 e 2005. Questa ricerca esamina le caratteristiche comuni agli uragani di categoria 5 sul bacino atlantico. Ci sono stati 31 uragani di Categoria 5 sull'Atlantico dal 1900. Quattordici di questi uragani hanno raggiunto lo status di Categoria 5 sul Mar dei Caraibi, mentre sette lo hanno fatto sull'Atlantico occidentale, sette sul Golfo del Messico e solo tre sull'Atlantico tropicale. Nessun uragano di categoria 5 è stato osservato nel bacino atlantico a nord di 31 gradi di latitudine. Vengono anche esaminati i fattori ambientali comuni a questi uragani di categoria 5. Le temperature calde della superficie del mare e il leggero taglio del vento verticale sono necessarie per consentire a questi uragani di avvicinarsi ai limiti teorici superiori della loro intensità. Solo tre uragani, "L'uragano senza nome della festa del lavoro del 1935", Camille (1969) e Andrew (1992) fecero sbarcare negli Stati Uniti. Tuttavia, altri uragani come Katrina e Rita nel 2005 raggiunsero l'intensità di categoria 5 nel Golfo del Messico. Le loro grandi dimensioni e intensità hanno contribuito all'entità dell'impennata della tempesta che hanno prodotto, anche se si sono indebolite prima di approdare negli Stati Uniti. La maggior parte degli uragani di categoria 5 subisce un periodo di intensificazione rapida, il che rende ancora più stimolante la previsione della loro intensità finale. Il potenziale di intensificazione rapida, combinato con le incertezze nelle previsioni di traccia e intensità complica le potenziali strategie di mitigazione.

2. Ricerca collaborativa: sulla modifica dell'uragano mediante dispersione di nerofumo: metodi, mitigazione del rischio e comunicazione del rischio - Dr. Moshe Alamaro




Focus sull'aerosol carbon black (CBA): questa presentazione si è concentrata sull'uso dell'aerosol carbon black (CBA) per riscaldare selettivamente parti dell'atmosfera mediante dispersione di CBA sopra un uragano. Questo scenario è motivato dal fatto che il ciclo energetico di un uragano può essere rappresentato come un motore termico di Carnot, e ridurre il contrasto tra "bacini caldi e freddi" dovrebbe ridurre la potenza di un uragano e il CBA assorbirà la radiazione solare incidente a riscaldare il "serbatoio freddo". Gli obiettivi di questo studio sono di dimostrare il controllo diretto dell'intensità o della traccia degli uragani simulati; per quantificare gli importi di CBA necessari; migliorare la comprensione della rete di processi fisici che alimentano gli uragani in relazione alla termodinamica generale degli uragani; determinare scenari di dispersione ottimali; migliorare la comprensione delle proprietà radiative e di flusso di CBA; stabilire cause, effetti e risultati della dispersione di CBA; e sviluppare metodi per comunicare al pubblico i rischi di grandi sforzi di modifica del tempo. Per realizzare tutto ciò, utilizzeremo una serie diversificata di strumenti e metodi, incluso un modello di previsione meteorologica numerica mesoscale ad alta risoluzione per simulare gli uragani e l'effetto dell'aggiunta di CBA; strumenti di ingegneria per sviluppare strategie di produzione, trasporto e dispersione; e sia interviste semi-strutturate che sondaggi strutturati per acquisire informazioni di esperti e percepire le percezioni del pubblico.

Riassunto: i danni causati dagli uragani possono essere ridotti dal controllo meteorologico su larga scala? Cambiamenti significativi nell'atmosfera sono ora causati da aggiunte antropogeniche involontarie di materiali che catturano o rilasciano grandi quantità di energia già presente - i nuclei di condensazione delle nuvole rilasciano calore latente del vapore acqueo e le particelle di aerosol otticamente attive assorbono o riflettono la radiazione solare. La proposta si concentra sull'uso di aerosol nero di carbonio (CBA) per riscaldare selettivamente parti dell'atmosfera. Un esempio specifico che verrà studiato è la dispersione di CBA sopra un uragano. Questo scenario è motivato dal fatto che il ciclo energetico di un uragano può essere rappresentato come un motore termico di Carnot, e ridurre il contrasto tra "bacini caldi e freddi" dovrebbe ridurre la potenza di un uragano e il CBA assorbirà la radiazione solare incidente a riscaldare il "serbatoio freddo". Il CBA è prodotto abitualmente in grandi quantità in forma frattale a bassa densità e ha proprietà ottiche che contrastano nettamente con le nuvole altamente riflettenti che si trovano ad esempio nel flusso divergente nella parte superiore di un uragano. Il lavoro proposto include (i) esperimenti di simulazione numerica per svelare la complessità della risposta atmosferica all'aggiunta di CBA per alterare l'ambiente di un uragano; (ii) studi di laboratorio e di ingegneria per ottimizzare la CBA in termini sia di efficienza nell'assorbimento della luce solare sia di caratteristiche del flusso per diversi metodi di consegna; e (iii) esami dettagliati delle potenziali risposte della società a costi e benefici effettivi e/o percepiti in termini di salute, sicurezza e ambiente, nonché esame nell'ambito di questo quadro di migliori pratiche per informare e preparare il pubblico e i soccorritori alla dispersione intenzionale di CBA per grandi- modifica del tempo in scala. Gli obiettivi di questo studio sono di dimostrare il controllo diretto dell'intensità o della traccia degli uragani simulati; per quantificare gli importi di CBA necessari; migliorare la comprensione della rete di processi fisici che alimentano gli uragani in relazione alla termodinamica generale degli uragani; determinare scenari di dispersione ottimali; migliorare la comprensione delle proprietà radiative e di flusso di CBA; stabilire cause, effetti e risultati della dispersione di CBA; e sviluppare metodi per comunicare al pubblico i rischi di grandi sforzi di modifica del tempo. Per realizzare tutto ciò, utilizzeremo una serie diversificata di strumenti e metodi, incluso un modello di previsione meteorologica numerica mesoscale ad alta risoluzione per simulare gli uragani e l'effetto dell'aggiunta di CBA; strumenti di ingegneria per sviluppare strategie di produzione, trasporto e dispersione; e sia interviste semi-strutturate che sondaggi strutturati per acquisire informazioni di esperti e percepire le percezioni del pubblico. I meriti intellettuali del lavoro proposto comprendono la conoscenza avanzata della dinamica degli uragani e la potenziale modifica dell'uragano; sviluppo e test di un nuovo approccio per ottimizzare gli impatti delle azioni di modifica del tempo che dovrebbero anche ridurre l'incertezza dell'attribuzione di causa ed effetto relativa alla variabilità meteorologica naturale; applicazione di questo al problema della dispersione CBA per gli uragani; sviluppo di un nuovo strumento di ricerca sul campo per la meteorologia sperimentale; sviluppo del telerilevamento in tempo reale di CBA per supportare la dispersione adattativa di CBA nell'ambiente degli uragani; sviluppo di una capacità predittiva quantitativa delle proprietà CBA in termini di parametri di processo; e un quadro raffinato per la comunicazione di allerta e potenziali impatti delle modifiche meteorologiche su larga scala a una popolazione minacciata. Il team proposto è altamente qualificato e qualificato e molti degli strumenti che verranno ripristinati per questo lavoro sono di alto livello tecnico. Questo progetto ha chiaramente un potenziale molto significativo in termini di benefici per la società in termini di previsioni, modifiche e avvertimenti sugli uragani. Inoltre, questo progetto dovrebbe migliorare l'infrastruttura scientifica e tecnologica per le attività di modifica del tempo.

3. Modifica dell'uragano seminando nuvole con CCN per sopprimere la pioggia calda - Dr. Daniel Rosenfeld


 Focus: questa presentazione ha discusso la fattibilità della modifica di un singolo evento di tempesta (uragano Katrina) mediante seeding di nuvole utilizzando il modello di ricerca e previsione meteorologica (WRF). La semina è pratica disperdendo allo strato di confine marino attorno ai nuclei di condensazione della nuvola di uragano (CCN) in concentrazioni superiori a 2000 cm-3. Questo può essere fatto volando o navigando per più di 100 km al di fuori delle fasce a spirale esterne della tempesta, nell'aria libera della nuvola che converge alla tempesta a bassi livelli. Riassunto: la fattibilità della modifica di un singolo evento di tempesta (uragano Katrina) mediante seeding di nuvole è stata studiata utilizzando il modello di ricerca e previsione meteorologica (WRF). La semina è pratica disperdendo allo strato di confine marino attorno ai nuclei di condensazione della nuvola di uragano (CCN) in concentrazioni superiori a 2000 cm-3. Questo può essere fatto volando o navigando per più di 100 km al di fuori delle fasce a spirale esterne della tempesta, nell'aria libera della nuvola che converge alla tempesta a bassi livelli. Questo è stato simulato per Katrina. Le nuvole sulla periferia della tempesta, dove la velocità del vento era inferiore a 22 ms-1 e gli effetti dello spruzzo del mare erano minimi, sono state seminate con CCN submicronico, provocando lo "spegnimento" della formazione di pioggia calda nelle nuvole lì. Questa semplificazione della simulazione degli effetti dell'aerosol è volta a valutare la risposta più ampia possibile all'intervento di semina. Ciò ha comportato una quasi dimezzamento dell'area coperta dai venti di uragano. Ha prodotto un indebolimento dei venti superficiali dell'uragano rispetto alla tempesta simulata "non seminata" durante le prime 24 ore nell'intera area del ciclone tropicale (TC) rispetto a una simulazione di controllo senza soppressione della pioggia calda. Successivamente, il raffreddamento per evaporazione indotto dalla semina alla periferia del TC ha portato a un restringimento dell'occhio e quindi ad un certo aumento del vento all'interno della piccola area centrale del TC. Tuttavia, la forza complessiva dell'uragano, definita dall'area coperta dai venti di forza dell'uragano, è diminuita in risposta alla pioggia calda repressa alla periferia, misurata da una riduzione del 25% del raggio dei venti di forza dell'uragano. In una simulazione con soppressione della pioggia calda durante l'uragano, un'aspettativa irragionevole dovuta agli effetti di compensazione degli spruzzi del mare, il raggio dei venti di forza dell'uragano è stato ridotto di oltre il 42% e, sebbene il diametro dell'occhio si sia ulteriormente ridotto, i venti massimi si sono indeboliti. Ciò dimostra che il principale meccanismo con cui la soppressione della pioggia calda indebolisce il TC è il raffreddamento evaporativo a basso livello delle gocce di nuvole non precipitate, il carico aggiunto dell'acqua delle nuvole e il raffreddamento aggiunto dovuto allo scioglimento delle precipitazioni che cade dall'alto. La mancanza di realismo dei processi cloud simulati ha permesso di simulare qualitativamente gli effetti, dimostrando così che il meccanismo fisico è robusto per tutti i nostri esperimenti numerici. Tuttavia, sono necessarie simulazioni di microfisica esplicita (risoluzione dei bin) per simulare quantitativamente i potenziali effetti con qualsiasi grado di sicurezza. Sebbene ciò richiederà maggiori risorse informatiche rispetto a quelle attualmente disponibili, tali risorse vengono utilizzate regolarmente per simulazioni climatiche più dettagliate.

4. Emasculazione dell'uragano attraverso il raffreddamento della superficie dell'oceano - Dr. John Latham





Focus: questa presentazione ha discusso il raffreddamento delle acque superficiali oceaniche nelle regioni in cui si verifica la genesi degli uragani seminando nuvole di stratocumulo marittimo di basso livello che coprono queste regioni - o quelle da cui scorrono correnti oceaniche in queste regioni - al fine di aumentare la loro riflettività per l'arrivo luce solare: producendo così un raffreddamento.

 Riassunto: l'idea di base in esame è quella di raffreddare le acque superficiali oceaniche nelle regioni in cui si verifica la genesi degli uragani. Ciò sarebbe ottenuto seminando nuvole di stratocumulo marittimo di basso livello che coprono queste regioni - o quelle da cui fluiscono le correnti oceaniche in queste regioni - al fine di aumentare la loro riflettività per la luce solare in arrivo: producendo così un raffreddamento. Le nuvole marine di stratocumulo coprono circa un terzo della superficie dell'oceano. Sono caratteristicamente profonde poche centinaia di metri, con basi poche centinaia di metri sopra la superficie dell'oceano e hanno albedos nell'intervallo da 0,3 a 0,7. La nostra idea - basata su uno schema proposto e sviluppato da Latham (1990, 2002) e Bower et al. (2006) in connessione con la mitigazione del riscaldamento globale - è quello di diffondere spruzzi di goccioline di acqua di mare monodisperse (di dimensioni circa 1μm) in grandi quantità da diffusori montati su una flotta di navi a rotore Flettner senza vento e controllate da satellite che navigano in una posizione ottimale regioni. Una frazione significativa di queste particelle di aerosol salirà nelle nuvole, verrà nucleata come nucleo di condensazione delle nuvole (CCN) per formare ulteriori goccioline, elevando le concentrazioni del numero di goccioline di nuvola a valori significativamente più alti, aumentando così l'albedo e possibilmente la vita delle nuvole. È possibile controllare la quantità di raffreddamento e i calcoli GCM indicano che non sarebbe impossibile produrre forzature negative locali fino ad almeno -60 W / m2. I piani sono ben avanzati per far fronte ai problemi ingegneristici cruciali della produzione e diffusione di queste goccioline di acqua di mare alle tariffe e alle scale geografiche richieste. Questa tecnica proposta ha il vantaggio che le uniche materie prime richieste sono il vento e l'acqua di mare.

5. Sforzo di riduzione dell'intensità dell'uragano attraverso il raffreddamento della superficie del mare - Dr. Alan F. Blumberg


 Focus: questa presentazione ha esplorato la possibilità di ridurre la forza degli uragani (e il conseguente potenziale danno) abbassando la temperatura della superficie del mare nei percorsi delle tempeste. La proposta è quella di indurre la risalita di acqua fredda e profonda attraverso l'azione delle onde. Mentre la genesi di questa idea è nata quasi 40 anni fa, è solo ora che abbiamo gli strumenti e la tecnologia per valutare la fattibilità di un'impresa.

 Riassunto: una collaborazione tra la Princeton University, il Massachusetts Institute of Technology e lo Stevens Institute of Technology ha esplorato la possibilità di ridurre la forza degli uragani (e il conseguente potenziale danno) abbassando la temperatura della superficie del mare nei percorsi delle tempeste. La proposta è quella di indurre la risalita di acqua fredda e profonda attraverso l'azione delle onde. Mentre la genesi di questa idea è nata quasi 40 anni fa, è solo ora che abbiamo gli strumenti e la tecnologia per valutare la fattibilità di un'impresa. Grappoli di tubi - pompe ad onde - saranno sospinti a un'estremità per galleggiare verticalmente e trattenuti da un disco di smorzamento legato. Le creste d'onda in arrivo causeranno l'ascensione dell'acqua nel tubo. La discesa indotta dalla depressione sarà impedita da una valvola a farfalla nel tubo. Pertanto, ogni onda successiva spinge l'acqua verso l'alto fino a quando non scorre sopra la superficie dell'oceano. Un tubo che si estende per diverse centinaia di metri farà apparire acqua che è almeno 15 ° C più fredda della temperatura superficiale. Una quantità sufficiente di acqua così introdotta in superficie nel percorso di un uragano può, a nostro avviso, ridurre di alcuni gradi la temperatura di quella superficie, che sarà adeguata per ridurre l'intensità di un uragano da un livello a due livelli nel Saffir-Simpson scala. Saranno implementati modelli idrostatici e non idrostatici fisicamente coerenti basati sul modello dell'oceano di Princeton (POM [Blumberg e Mellor, 1987]) sia del campo vicino che dell'ambiente lontano per descrivere la risposta dell'oceano all'introduzione di acqua fredda a la superficie. Per il campo vicino in cui si deve ricercare la fluidodinamica attorno a un singolo tubo, verrà utilizzato un modello POM non idrostatico per valutare se l'acqua fredda, quando pompata in superficie, avanzerà semplicemente lungo i lati del tubo verso il livello da cui proviene. Tale modello verrà inoltre utilizzato per studiare una probabile circolazione ciclonica indotta intorno alla pompa che potrebbe intrappolare l'acqua più densa intorno alla pompa e impedire la miscelazione con l'oceano circostante. Il modello idrostatico POM di base verrà utilizzato per esaminare gli effetti sulla circolazione del Golfo del Messico dopo lo spiegamento di molte migliaia di pompe. La ricerca prevede anche una stima del diametro ottimale del tubo e il numero ottimale di tubi o gruppi di tubi necessari per convogliare la quantità di acqua necessaria alla superficie e un'esplorazione delle efficienze comparative di vari possibili sistemi di erogazione del tubo. L'utilizzo dell'analisi di modellazione sopra menzionata consentirà la derivazione degli ottimali. Ciò si riferisce a variabili come il diametro del singolo tubo, il numero ottimale di tubi in un cluster e il numero ottimale di cluster necessari per affrontare con successo un uragano di una determinata area frontale. Allo stesso modo, la proposta affronta il problema dell'ottimizzazione dei compromessi legati alla temperatura, come la profondità del tubo rispetto alla velocità del flusso rispetto alla riduzione della temperatura della superficie del mare rispetto alla diminuzione della forza dell'uragano. La valutazione fisica sfrutterà le strutture del serbatoio a onde di test di laboratorio presso lo Stevens Institute of Technology.

6. Metodologia per la riduzione dell'intensità dell'uragano utilizzando array di pompe di risalita guidate dalle onde - Dr. Isaac Ginis



Focus: questa presentazione ha discusso di una metodologia, basata sulla correlazione ben consolidata tra intensità dell'uragano e contenuto di calore dell'oceano superiore (OHC), per ridurre significativamente l'intensità dell'uragano attraverso il raffreddamento dell'oceano sotto il nucleo dell'uragano utilizzando pompe di risalita guidate dalle onde che sono in grado di portare acqua fredda dall'oceano profondo per ridurre l'OHC.

 Riassunto: la metodologia proposta si basa sulla correlazione ben definita tra intensità dell'uragano e contenuto di calore nell'oceano superiore (OHC). Studi osservazionali e numerici mostrano che l'intensità dell'uragano può essere significativamente ridotta a causa del raffreddamento dell'oceano sotto il nucleo dell'uragano. Atmocean, Inc. ha sviluppato pompe di risalita a onda che sono in grado di portare acqua fredda dall'oceano profondo per ridurre l'OHC. Suggeriamo che una serie di pompe a onda dispiegate prima di un uragano in movimento può ridurre l'OHC su un'area sufficientemente ampia e di conseguenza mitigare l'intensità dell'uragano. Presenteremo 1) i risultati di dati sperimentali e stime teoriche che mostrano l'efficienza delle pompe a onda; 2) i risultati di simulazioni numeriche idealizzate e reali usando un modello di uragano-oceano accoppiato che fornisce stime preliminari delle scale orizzontali e delle dimensioni della riduzione dell'OHC necessarie per mitigare l'intensità dell'uragano del 10-20%; 3) una proposta per la strategia di implementazione e recupero delle pompe; 4) un programma di ricerca sperimentale e teorica per studiare ulteriormente la fattibilità della metodologia proposta e i suoi costi.

7. Energia delle onde, alimentazione dei pesci e soppressione degli uragani - Dr. Stephen Salter



Focus: Questa presentazione ha esaminato il concetto che, poiché gli uragani crescono nelle aree marine in cui le temperature superficiali superano i 26,5 gradi Celsius, forse la loro frequenza e gravità possono essere ridotte riducendo le temperature dell'acqua al di sotto del valore critico. Farlo direttamente su vaste aree oceaniche richiederebbe una prodigiosa quantità di energia, ma potrebbe essere possibile fornirlo in una forma di basso livello che è già disponibile in quantità sufficiente sotto forma di onde oceaniche.

 Riassunto: se gli uragani crescono in aree marine in cui le temperature superficiali superano i 26,5 gradi Celsius, forse possiamo ridurre la loro frequenza e gravità riducendo le temperature dell'acqua al di sotto del valore critico. Farlo direttamente su vaste aree oceaniche richiederebbe una prodigiosa quantità di energia, ma potrebbe essere possibile fornirlo in una forma di basso livello che è già disponibile in quantità sufficiente sotto forma di onde oceaniche.

 Un dispositivo di potenza d'onda dovrebbe presentare le onde con la forza giusta per ogni ampiezza e periodo in modo che sia le onde grandi che quelle piccole possano fare la loro giusta parte senza che quelle piccole vengano bloccate e quelle grandi prendano le cose troppo facilmente. Un'interfaccia perfetta per tutte le ampiezze e periodi è il prossimo pezzo di oceano e la trasmissione da un'onda all'altra è estremamente efficiente. Vogliamo pertanto, per quanto possibile, far muovere ogni particella d'acqua come avrebbe fatto in assenza delle nostre attrezzature.

 Il design proposto è costituito da un involucro cilindrico cavo vuoto che dice 90 metri di diametro e 20 metri di profondità. La galleggiabilità è fornita da un anello gonfiato con un bordo libero basso. La superficie cilindrica è una parete continua di valvole di non ritorno. Sotto questo è un tubo fatto di una plastica con galleggiamento leggermente negativo abbastanza lungo da raggiungere il termoclino. L'acqua può fluire nel cilindro con una resistenza minima ma non può rifluire attraverso la parete della valvola. Questo inizialmente solleverà una testa all'interno del cilindro che sarebbe simile in grandezza all'ampiezza di ogni onda in arrivo. Ma non appena la testa supera quella necessaria per superare la differenza di densità tra la superficie calda e l'acqua fredda sotto il termoclino, l'acqua inizierà a fluire verso il basso. La prevalenza necessaria per una temperatura superficiale di 25 ° C, costante fino a una profondità di 200 metri, seguita da una caduta a 10 ° C al termoclino è di soli 0,14 metri. L'inerzia della colonna d'acqua all'interno del tubo obliquo è così grande che la velocità sarà quasi costante e l'acqua verrà aspirata nel cilindro durante qualsiasi pausa delle onde in arrivo.

 Se guardiamo ai moti orbitali in decomposizione delle onde in funzione della profondità e della lunghezza d'onda, vediamo che gli spostamenti orizzontali delle onde a lungo periodo vanno più in profondità di quelle corte ma che quelle corte fanno il loro spostamento più spesso. Le velocità di trasferimento per tutti i periodi tra 6 e 10 secondi sono quasi le stesse per profondità della parete della valvola da 15 a 20 metri. Per una profondità di parete di 20 metri, il volume del flusso sarebbe di circa 2,8 metri cubi al secondo per ogni metro di larghezza di installazione e per ogni metro di ampiezza dell'onda in entrata. In un'onda regolare di ampiezza di un metro questo sarebbe di circa 250 m3 / secondo per un'unità di 90 metri di diametro. Il trasferimento di energia termica sarebbe questa portata moltiplicata per il calore specifico dell'acqua (4,28 MJ per m3 Kelvin) per la differenza di temperatura di 15 C. Questo risulta a 16 GW.

 Le onde reali non sono regolari e gli oceanografi descrivono il clima ondoso di un sito usando un diagramma a dispersione che fornisce la probabilità annuale di qualsiasi combinazione di altezza e periodo. Se prendiamo il clima piuttosto mite delle Canarie, riduciamo le ampiezze d'onda in base alle dimensioni della testa termica e alla caduta di pressione di una pratica valvola, otteniamo comunque un trasferimento termico medio di circa 10 GW per unità.

 Longuet-Higgens e Stewart hanno dimostrato che oltre al trascinamento di qualsiasi corrente c'è anche una grande forza dovuta al momento delle onde che dipende dal quadrato dell'incidente più riflesso meno ampiezze trasmesse. Le strutture proposte non avranno punti di attacco fissi per un ormeggio. Poiché quasi tutti i sistemi oceanici sono costituiti da gyres, può essere possibile lasciare che le unità si spostino liberamente ma liberare l'acqua in una direzione per produrre una quantità controllata di spinta verso il centro del gyre locale.

 Un effetto collaterale sarà un aumento del flusso di nutrienti verso la superficie illuminata dal sole che avrà effetti benefici sul fitoplancton che sono l'inizio della catena alimentare marina.

8. Revisione di due schemi di modifica degli uragani - Dr. Moshe Alamaro


 Focus: questa presentazione ha esaminato due studi sperimentali e teorici preliminari sugli schemi di modifica degli uragani. Il primo era l'uso di film monostrato per ritardare l'evaporazione e il secondo era l'uso di motori a reazione per formare un getto verticale verso l'alto per indurre perturbazioni atmosferiche. L'ipotesi del primo studio era che la diffusione di film monostrato di fronte alla pista dell'uragano potesse ridurre l'evaporazione e il trasferimento di calore latente nella tempesta, riducendone l'intensità. Il secondo studio ha studiato concettualmente il potenziale di mitigazione degli uragani naturali inducendo perturbazioni antropogeniche prima o davanti a un uragano che avanza.

 Riassunto: due studi sperimentali e teorici preliminari sugli schemi di modifica dell'uragano saranno brevemente rivisti. Il primo è l'uso di pellicole monostrato per ritardare l'evaporazione e il secondo è l'uso di motori a reazione per formare un getto verticale verso l'alto per indurre perturbazioni atmosferiche.

 I primi lavori sulla relazione tra monostrati e uragani hanno valutato la capacità dei monostrati di ritardare l'evaporazione come possibile tecnica di mitigazione degli uragani. Esperimenti su questo argomento si sono svolti separatamente negli anni '80 in Russia e nel 1999-2002 presso l'Air Sea Interaction Lab presso il Massachusetts Institute of Technology (MIT). Gli esperimenti russi sono stati condotti nel Mar Nero usando un serbatoio circolare a onde di vento di 30 metri di diametro e hanno usato una miscela di alcoli grassi. Gli esperimenti del MIT hanno utilizzato un serbatoio anulare circolare del diametro di 0,99 metri contenente acqua dolce con e senza film monostrato di esadecanolo C16H34O. Numerosi esperimenti di laboratorio e sul campo negli anni '50 e '60, principalmente negli Stati Uniti e in Australia, hanno stabilito l'esadecanolo come uno dei migliori materiali monostrato per ritardare l'evaporazione dai serbatoi d'acqua.

 L'ipotesi per entrambi questi programmi di ricerca era che la diffusione di film monostrato di fronte alla pista dell'uragano potesse ridurre l'evaporazione e il trasferimento di calore latente nella tempesta, riducendone l'intensità. Questi esperimenti hanno rivelato, tuttavia, che i film monostrato non sarebbero efficaci per il ritardo di evaporazione durante la breve durata della tempesta perché sono interrotti da forti venti. Ironia della sorte, i film monostrato a causa delle infiltrazioni di petrolio greggio nel Golfo del Messico possono causare ritardo nell'evaporazione a lungo termine che può portare ad un aumento del calore immagazzinato nell'oceano. Quel calore accumulato potrebbe quindi essere rilasciato nella tempesta quando il monostrato viene distrutto dall'azione del vento e delle onde, contribuendo all'intensificazione dell'uragano.

 Nel secondo schema abbiamo studiato concettualmente il potenziale di mitigazione degli uragani naturali inducendo perturbazioni antropogeniche prima o davanti a un uragano che avanza. L'hardware effettivo per l'attività è costituito da più motori a reazione montati su chiatte o navi. I motori dirigeranno verso l'alto un elevato momento di compressione, getti liberi ad alta velocità, provocando l'aspirazione di quantità ancora maggiori di aria aggiuntiva per formare pennacchi e rilasci. L'aggiornamento instabile umido produrrà esso stesso le condizioni per l'ulteriore trascinamento. Se adeguatamente progettate, queste perturbazioni possono creare o rimuovere creste atmosferiche e depressioni che portano alla modifica dell'uragano.

9. Sulla semina igroscopica degli uragani - Dr. William R. Cotton



Focus: questa presentazione ha suggerito che la semina di uragani con piccole particelle igroscopiche, al contrario della convenzionale semina di particelle igroscopiche giganti, potrebbe portare alla riduzione della loro intensità. Questa ipotesi si basava preliminarmente sui risultati di simulazioni dell'impatto della polvere africana sull'intensità dell'uragano che mostrava che la polvere che agiva come CCN ha influenzato lo sviluppo della tempesta inducendo cambiamenti nelle proprietà dell'idrometeore, modificando la distribuzione del riscaldamento diabetico della tempesta e la struttura termodinamica e infine influenzando l'intensità della tempesta attraverso complesse risposte dinamiche. Alcune simulazioni di intensità della tempesta hanno mostrato una diminuzione monotonica dell'intensità della tempesta con concentrazioni crescenti di CCN in determinate configurazioni del modello, ma questa tendenza è stata facilmente modificata semplicemente introducendo lievi variazioni nel profilo GCCN. Pertanto, Zhang et al. (2007) hanno concluso che i processi fisici responsabili dell'impatto della polvere come aerosol nucleari sullo sviluppo dell'uragano devono essere esaminati in futuro in una vasta gamma di condizioni ambientali.

 Abstract: Nell'ultimo anno ci sono stati due articoli che hanno proposto che la semina di uragani con piccole particelle igroscopiche, al contrario della convenzionale semina di particelle igroscopiche giganti, potrebbe portare alla riduzione della loro intensità (Cotton et al., 2007; Rosenfeld et al ., 2007). The Cotton et al. (2007) Il documento si basava sui risultati preliminari delle simulazioni dell'impatto della polvere africana sull'intensità dell'uragano (Zhang et al., 2007), che mostrava che la polvere che agiva come CCN influenzava lo sviluppo della tempesta inducendo cambiamenti nelle proprietà dell'idrometeore, modificando la tempesta distribuzione del riscaldamento diabetico e struttura termodinamica e, infine, influenzando l'intensità della tempesta attraverso complesse risposte dinamiche. Alcune simulazioni di intensità della tempesta hanno mostrato una diminuzione monotonica dell'intensità della tempesta con concentrazioni crescenti di CCN in determinate configurazioni del modello, ma questa tendenza è stata facilmente modificata semplicemente introducendo lievi variazioni nel profilo GCCN. Pertanto, Zhang et al. (2007) hanno concluso che i processi fisici responsabili dell'impatto della polvere come aerosol nucleari sullo sviluppo dell'uragano devono essere esaminati in futuro in una vasta gamma di condizioni ambientali.

 Da allora Henian Zhang ha effettuato più simulazioni che dimostrano che la risposta non è affatto semplice. In alcuni casi, l'aumento del CCN porta a un rafforzamento dell'intensità dell'uragano. Inoltre, i risultati dell'introduzione della polvere che agisce in seguito a CCN nel ciclo di vita della tempesta rivelano che la risposta a CCN varia notevolmente a seconda della fase di introduzione dell'aerosol. Quindi questo lavoro illustra che anche usando simulazioni semplici, piuttosto idealizzate, la risposta di un uragano all'aerosol può essere piuttosto non lineare. Ciò rende la potenziale modifica degli uragani alla semina igroscopica di piccole particelle ancora più impegnativa di quanto previsto da Cotton et al. (2007) e Rosenfeld et al. (2007). Nondimeno raccomandiamo che questo argomento debba essere approfondito in modo molto più ampio e dettagliato.

10. Partnership della Costa del Golfo per la promozione di GEMS: Gulf Eddy Monitoring System Una soluzione tomografica acustica - Dr. Jerald Caruthers


Focus: nessun dato

 Riassunto: gli uragani Katrina e Rita si sono entrambi intensificati durante il transito nel Golfo del Messico in parte a causa della presenza di vortici a caldo nel Golfo del Messico. Per decenni, i vortici del Golfo sono stati monitorati da satelliti, boe di NOAA e ispezioni navali occasionali. Un satellite rileva solo effetti di superficie con IR o radar e effetti di colonna d'acqua integrati con sensori di altimetria. I dati della boa NOAA sono preziosi per informazioni di profondità, ma sono scarsi. E i sondaggi sulle navi sono sia radi che sporadici. I sensori profondi consumabili per la conducibilità e la temperatura dispiegati dagli aerei possono fornire dati tempestivi, ma solo la tomografia acustica è una tecnologia collaudata disponibile per il rilevamento continuo dei parametri profondi necessari per descrivere questi vortici. Tali dati, se inseriti in modelli dinamici oceanici, consentono di prevedere meglio il carattere e il movimento dei vortici.

 Alla Royal Society di Londra, Walter Munk e Carl Wunsch hanno offerto un documento intitolato "Osservare l'oceano negli anni '90". Questo avvenne ventiquattro anni fa (1982). Tuttavia, sembrano essere stati un po 'troppo ottimisti. Il programma Ocean Acoustics dell'Ufficio di ricerca navale ritiene che la tomografia acustica oceanica (OAT) sia sufficientemente matura da non giustificare ulteriori investimenti nella ricerca. Più di recente, Munk e altri hanno offerto un aggiornamento (2005) sullo stato della tecnologia OAT rispondendo alla loro domanda: "A che punto siamo nell'applicazione dei metodi di telerilevamento acustico per osservare l'oceano sulle scale del bacino?" e, in particolare, stavano rivolgendo la domanda al "telerilevamento acustico dei giroscopi oceanici". La loro risposta finale alla loro domanda è "È inconcepibile [il nostro corsivo] per noi che gli oceanografi ... non dovrebbero trarre vantaggio dal fatto che l'oceano è trasparente al suono." La nostra domanda è "Perché?"

 Sebbene OAT sia una tecnologia collaudata, non è ancora diventata membro della spina dorsale nazionale per il monitoraggio degli oceani o la modellazione dinamica. L'avena è una scienza "grande", inizialmente costosa, e richiede uno sforzo nazionale per ottenere risultati fruttuosi, proprio come il rilevamento satellitare. Tuttavia, nonostante i costi di investimento iniziali, le esperienze del Pacifico suggeriscono che i costi operativi a lungo termine potrebbero essere molto ragionevoli. Siamo a un bivio; l'enfasi odierna sulle osservazioni oceaniche integrate e sostenute manca di un'importante tecnologia abilitante.

 Questi recenti uragani attestano la necessità di una migliore previsione che ci aspettiamo che la tomografia acustica possa offrire. Ma non è solo per gli uragani che OAT nel Golfo offre informazioni a scienziati e professionisti. Le previsioni meteorologiche in generale, in particolare le tempeste invernali in tutti gli Stati Uniti orientali, il sostegno alla pesca nazionale e alle industrie petrolifere e marittime offshore trarrebbero tutti vantaggio dai dati che OAT può offrire. Il Golfo del Messico è un importante bacino oceanico che richiede un sistema di osservazione integrato e sostenuto. La geografia unica del bacino, le correnti, i vortici e soprattutto la struttura termica sostengono fortemente l'applicazione di OAT in questa regione.

V. RACCOMANDAZIONI


 Una volta fornite tutte le presentazioni, il seminario è stato diviso in tre gruppi per esaminare il materiale discusso e sviluppare una proposta di strada. Ogni gruppo aveva il suo tema come segue:

 Gruppo 1) Metodi di modifica dell'uragano su larga scala spaziale e temporale, Gruppo 2) Riduzione dell'intensità dell'uragano riducendo il contenuto di calore nell'oceano superiore e gruppo 3) Modifica della struttura e dell'intensità dell'uragano attraverso gli aerosol. L'output di ciascuno è indicato di seguito e utilizzato per sviluppare la nostra strada proposta in anticipo.

 A. Metodi di modifica dell'uragano su larga scala spaziale e temporale
  • Due metodi considerati di potenziale su base fisica

- Raffreddamento grazie all'aumentata riflettività del cloud
- Semina in nebbia salina su grandi regioni
- Raffreddamento globale, comprese le regioni di genesi TC

  • Simile alla mitigazione del riscaldamento globale
  • Possibili impatti sulla circolazione globale

- Raffreddamento di SST mediante una maggiore miscelazione oceanica

  • Modifica della frequenza di genesi
  • Possibili impatti sulla circolazione globale

- Energia dei motori a reazione molti ordini di grandezza troppo piccoli
- Problemi di prevedibilità

 Raccomandazioni
  • La modifica del clima tropicale globale può avere gravi effetti collaterali
- Nessuno dei metodi proposti su larga scala è pronto per le prove sul campo
- Gli studi di modellizzazione globale e regionale elencati di seguito dovrebbero essere perseguiti per comprendere meglio l'impatto totale delle modifiche

  • Studi di modellizzazione globale per stimare l'impatto su larga scala dei metodi di raffreddamento cloud e / o SST
- GCM atmosferici
- Modelli accoppiati di atmosfera oceanica

  • Modellazione in scala ridotta per stimare l'impatto sul clima dell'uragano

- ad es. Knutson et al (2007), Bulletin of the American Meteorological Society, 88 (10), 1549-1566.

  • Modellazione su scala cloud per comprendere meglio l'impatto del seeding sulle nuvole
  • Modelli Plume, grande simulazione vorticosa dell'impatto delle pompe down a onda sull'omogeneizzazione degli strati misti oceanici
  • Studi di fattibilità
  • Prove di semina su sale in scala limitata
  • Efficacia della semina delle nuvole con sale marino su albedo e longevità delle nuvole
  • Test del prototipo di filtri oceanici
  • Continua studio di progettazione della nave


B. Ridurre l'intensità dell'uragano riducendo il contenuto di calore nell'oceano superiore

1) Capacità tecnologica: possiamo ridurre il contenuto di calore dello strato misto superiore dell'oceano prima di un uragano? 

  1. Una gamma di pompe a onda è una possibilità. Ne esistono di due tipi: pompe di pozzo e pompe di pozzo. È richiesto il test. Il calendario delle pompe di downwelling non è noto, ma potrebbe essere troppo lento per un uragano di atterraggio in corso, e probabilmente è più utile per l'influenza dei cambiamenti climatici regionali. Pertanto, le pompe di risalita apparentemente sono la scelta migliore. Questioni da esaminare: 

    1. Prossimità delle pompe
    2. Profondità dei tubi
    3. Questioni relative ai consigli sull'oceano: dinamica del pennacchio
    4. Tempo di raffreddamento
    5. Efficacia di upwelling e tempo di recupero "warming"
    6. L'efficienza delle pompe di pozzo basate sulle altezze e sui periodi delle onde.
    7. Le pompe di pozzo possono richiedere da 15.000 a 40.000 dispositivi (per il quadrante oculare anteriore destro), fino a 100.000-200.000 per l'intera regione oculare. Dovrebbe essere sviluppato un piano di spiegamento.
    8. Analisi del compromesso economico - profondità dei tubi vs. DT (anomalia della temperatura in superficie), numero di tubi, ecc
    9. Altre possibilità: tecnologia del gas naturale liquefatto; miscelazione generando turbolenza nella parte inferiore dello strato misto (usando sottomarini).
    10. Potrebbe essere necessaria la combinazione di questi metodi per raffreddare lo strato misto.
    11. Va notato che le pompe per downwelling richiederebbero solo poche centinaia di dispositivi, ma ancora una volta questo è per la modifica del clima regionale in una vasta regione. Tuttavia, anche le pompe downwelling hanno un potenziale e richiedono un'indagine.
    12. Gli strati di nerofumo o di pellicola probabilmente non funzioneranno con vento forte e condizioni di grandi onde.
    13. Raccomandiamo test di laboratorio in un serbatoio per esaminare prototipi e test sul campo con tecnologie esistenti. Il Golfo del Messico è la prima scelta, con la Costa Orientale come backup (perché la Corrente del Golfo causa problemi di analisi di questa tecnologia). Raccomandiamo uno sforzo di due anni.
    14. Questo approccio è probabilmente il meno probabile che influenzi la traccia. Colpisce il nucleo interno, mentre la tempesta è generalmente influenzata da modelli di vento su larga scala.

2) Se può essere raggiunto, quanto influenzerà l'uragano?
  1. Richiede test di modellazione ad alta risoluzione accoppiati delle onde dell'oceano.
  2. Necessario anche l'ingresso in un modello di tempesta
  3. Sono fortemente incoraggiate le ricerche di base sulla modellazione di pacchetti di fisica, capacità di accoppiamento e problemi di risoluzione. È necessaria anche una migliore rete di osservazione per l'oceano e l'atmosfera.
  4. Raccomandiamo uno sforzo biennale di studio di fattibilità iniziale.
  5. Le piattaforme petrolifere offshore sono una potenziale piattaforma di spiegamento


C. La modifica della struttura e dell'intensità dell'uragano attraverso gli aerosol


 1. Cosa sappiamo
  • Gli aerosol sono importanti per la struttura e l'intensità dell'uragano
  • Questo è noto qualitativamente, ma è importante documentarlo quantitativamente attraverso sforzi di modellizzazione e attraverso un programma sistematico di osservazioni nell'uragano.
  • L'aggiunta di aerosol al di sotto del micron può rinvigorire le nuvole soprattutto alla periferia della tempesta e gli aerosol possono aumentare il raffreddamento ai bassi livelli nell'uragano a causa dell'evaporazione delle gocce e della fusione dei cristalli di ghiaccio
  • Il cambiamento del profilo di riscaldamento complessivo porta a cambiamenti nell'intensità della tempesta e nei processi fisici nella regione della parete dell'occhio, compresa la sostituzione della parete dell'occhio

 2. Domande chiave e incertezze
  • Gli aerosol svolgono un ruolo nella sostituzione della parete oculare? A che punto un uragano è più suscettibile alla manipolazione degli aerosol? Le dimensioni della tempesta sono importanti? Qual è la risposta dell'uragano alla distribuzione di aerosol di nerofumo nella circolazione dell'uragano (ad esempio, appena sopra il cirro di deflusso dal centro della tempesta oa bassi livelli alla periferia della tempesta)?
  1. Programma interattivo di modellistica e misurazione
  • Un programma di misurazione e modellizzazione è essenziale per lo studio delle ipotesi di modifica. Pensato come una collaborazione di gruppi di modellisti con l'interesse e l'esperienza necessari e la loro interazione con gli scienziati che fanno osservazioni rilevanti per le simulazioni dell'uragano.
  • Lo sforzo di modellizzazione dovrebbe documentare le differenze tra la microfisica esplicita alla rinfusa e dettagliata. Usa una gerarchia di modelli. Accedi a un sistema supercomputer per eseguire le simulazioni. Utilizzare un modello oceanico / atmosferico accoppiato
  • Il programma di modellizzazione dovrebbe avere una componente osservativa per misurare gli aerosol all'interno della tempesta (ad esempio, l'aerosol che alimenta la tempesta), le misurazioni degli aerosol lungo le traiettorie di afflusso fino al punto in cui domina lo spruzzo marino, sono necessari spettri di attivazione CCN e aerosol totale conta, misura gli spettri delle dimensioni della nuvola e le distribuzioni delle dimensioni dell'idrometeore nelle nuvole fuori dall'uragano, nelle nuvole nella periferia dell'uragano, nelle nuvole fino al punto in cui la nebulizzazione del mare domina e le nuvole all'interno della regione della forte nebulizzazione del mare. È importante documentare l'ambiente termodinamico, comprese eventuali piscine fresche che possono esistere all'interno della tempesta in funzione delle concentrazioni di aerosol. È necessario specificare l'acqua liquida super raffreddata durante la tempesta. Fai quanto sopra per una varietà di tempeste per tempeste non seminate iniziali e successivamente in condizioni di semina. HRD del NOAA sta già conducendo un programma di misurazione negli uragani. Questo dovrebbe essere ampliato e focalizzato.
  1. Considerazioni sulla semina
  • Distribuire gli aerosol CCN sulla periferia dell'uragano usando aerei e navi. Quando si distribuisce nerofumo, rilasciarlo sopra il nucleo dell'uragano. Il completamento della semina richiederà ulteriori studi.


VI. CONCLUSIONE


 Gli Stati Uniti (USA) affrontano continue minacce alla sua sicurezza nazionale. Queste minacce provengono da attività umane all'interno e all'esterno degli Stati Uniti destinate a interrompere il suo stile di vita causando la perdita della vita, la distruzione di proprietà e la nostra stabilità economica. Queste minacce vengono affrontate su base continuativa da un numero di gruppi e agenzie all'interno degli Stati Uniti, in particolare il Dipartimento per la sicurezza interna.

 Il secondo livello di minacce alla sicurezza nazionale è rappresentato da catastrofi naturali come terremoti, alluvioni, incendi e forti tempeste, tra cui venti distruttivi in ​​linea retta, tornado e uragani. Nella maggior parte dei casi, tutto ciò che può essere fatto è sviluppare un mezzo per far fronte a tali catastrofi dopo che si verificano. In rari casi può essere possibile mitigare gli effetti distruttivi di alcuni fenomeni naturali intervenendo prima e durante l'evento distruttivo. Questo potrebbe essere possibile con gli uragani. Le proposte di modifica dell'uragano sono sul tavolo da molti anni, ma non hanno avuto successo. Almeno dalla metà del XX secolo sono stati presi in seria considerazione e pianificazione per lo sviluppo e la sperimentazione di metodi intesi a indebolire gli uragani o cambiare i loro percorsi. Se una tecnologia così collaudata e collaudata fosse stata disponibile prima dello sbarco di Katrina, avrebbe potuto essere utilizzata per indebolire la tempesta e / o metterla da parte. Gli uragani intensi non sono fenomeni stabili e sono soggetti a rapide fluttuazioni di intensità dovute all'influenza della riorganizzazione della parete oculare, all'aumento del taglio del vento, ai cambiamenti nella temperatura della superficie del mare sottostante e forse alla fine a causa di perturbazioni indotte dall'uomo.

 Dopo la devastazione della costa orientale degli Stati Uniti da parte degli uragani negli anni '50, fu progettato e implementato un programma per ridurre i venti degli uragani, chiamato Project Stormfury. Il Progetto Stormfury, che è stato uno sforzo cooperativo del Dipartimento del Commercio degli Stati Uniti e della Marina degli Stati Uniti, è stato progettato per introdurre instabilità nel nucleo interno della circolazione degli uragani mediante semina giudiziosa con un agente di semina glaciogenico (ioduro d'argento) di vigorose nuvole convettive di uragano proprio esterno dell'occhiale. Il modello concettuale del processo Stormfury indicava che la semina avrebbe congelato l'acqua super raffreddata che si presumeva esistesse all'interno delle nuvole seminate, il che avrebbe rilasciato calore che avrebbe prodotto una perturbazione della pressione, con conseguente instabilità che avrebbe costretto l'uragano a riorganizzarsi in un raggio più ampio, riducendo così in modo efficace la velocità complessiva del vento.

 Sebbene il modello concettuale o l'ipotesi di Stormfury fosse visto come plausibile, non c'erano simulazioni di modello per verificarne la plausibilità. Inoltre, non ci sono state misurazioni per verificare l'esistenza dell'acqua super raffreddata necessaria. La semina Stormfury era relativamente facile da implementare perché la semina richiesta poteva essere eseguita praticamente ovunque portando la semina e il monitoraggio degli aerei alla tempesta. Sebbene siano state condotte tre semine di uragani e siano stati osservati alcuni aumenti della pressione minima sul livello del mare, questi cambiamenti non hanno potuto essere attribuiti in modo inequivocabile alla semina. Inoltre, quando i successivi sviluppi della tecnologia hanno consentito la misurazione di acqua liquida super raffreddata nell'ambiente dell'uragano, è stato possibile trovare pochissima acqua liquida super raffreddata nelle vigorose nuvole convettive vicino alla palude.

Adesso è il momento di rivisitare la possibilità di una modifica dell'uragano con nuovi approcci. Certamente la motivazione è lì dopo la devastazione della stagione 2005. Il notevole miglioramento della tecnologia di misurazione ora consente la documentazione delle proprietà delle nuvole e della superficie del mare sottostante all'interno dell'uragano. Se questi strumenti fossero stati disponibili prima dell'inizio del Progetto Stormfury, è discutibile se questo progetto sarebbe stato lanciato sulla base del requisito per l'acqua liquida super raffreddata. Ancora più importante è stato l'enorme miglioramento dei modelli numerici che consente di simulare i processi cloud e ambientali all'interno dell'uragano. Pertanto, l'uso congiuntivo dei nuovi strumenti di misurazione e simulazione facilita notevolmente lo sviluppo e il test delle ipotesi di modifica dell'uragano. Questi sviluppi hanno ovviamente sollevato l'asticella delle proposte per la modifica dell'uragano. Se tali proposte non risultano favorevoli rispetto alle osservazioni e ai risultati delle simulazioni numeriche, dovrebbero essere riconsiderate o scartate. Anche quando si confrontano favorevolmente, c'è ancora la questione fondamentale se esiste una probabilità realistica che le modifiche proposte possano essere realizzate dopo aver considerato i vincoli logistici, di bilancio e politici.

 Il Department of Homeland Security (DHS) esiste per affrontare le imminenti minacce alla vita e alle proprietà negli Stati Uniti, come le intense tempeste di terra che hanno devastato il paese nel 2005. Se esistesse una metodologia testata per modificare tali tempeste, ci sarebbero pochi obiezioni al suo uso per indebolirle o metterle da parte prima di colpire gli Stati Uniti. Questo non sarebbe il caso, tuttavia, se una metodologia di modifica dell'uragano prevedesse modifiche su larga scala e a lungo termine prima dell'esistenza di una minaccia specifica all'uragano come il raffreddamento di vaste distese di oceani tropicali o l'ampia distribuzione di aerosol per cambiare la nuvola struttura e riflettività. Tali schemi sarebbero incredibilmente costosi e non logicamente di competenza del DHS a meno che non debbano essere incaricati di affrontare il riscaldamento globale. Avrebbero anche effetti imprevisti e non intenzionali, come l'alterazione delle precipitazioni di un paese, che richiederebbero certamente trattati internazionali con i paesi potenzialmente interessati. Come ha dimostrato la storia del Progetto Stormfury, ottenere tali trattati è praticamente impossibile. I paesi non possono opporsi a un paese che intraprende azioni unilaterali per proteggersi da una minaccia specifica. Tuttavia, non tollereranno massicce azioni su larga scala con conseguenze potenzialmente sconosciute per loro in modo che il paese che intraprende l'azione possa affrontare una minaccia che non si è ancora materializzata. Pertanto, la prima linea guida per una valida strategia di mitigazione degli uragani è che deve affrontare le minacce immediate a vite e proprietà negli Stati Uniti.

 La seconda linea guida riguarda la plausibilità scientifica del concetto di modifica proposto. Praticamente qualsiasi meteorologo tropicale esperto potrebbe proporre un'ipotesi di modifica dell'uragano preferita. Se si vuole attirare l'attenzione del DHS, tuttavia, la sua plausibilità scientifica deve essere dimostrata, preferibilmente mediante simulazione numerica usando modelli numerici realistici testati di processi atmosferici, in particolare quelli associati agli uragani. In alcuni casi, questa plausibilità scientifica potrebbe essere dimostrata con il supporto del DHS. Nella maggior parte dei casi dovrebbe essere dimostrato dalle parti che propongono l'ipotesi di modifica al DHS poiché ci sono letteralmente dozzine di ipotesi che potrebbero essere verificate. Logicamente, ci deve essere un processo di "eliminazione" prima che un'ipotesi specifica e un modello concettuale relativo siano portati all'attenzione del DHS.

 Quando finalmente si arriva a questo, le seguenti domande dovrebbero essere indirizzate nella presentazione dell'ipotesi di modifica dell'uragano al DHS:
  • Qual è l'origine dell'ipotesi? Chi è stato coinvolto nella sua promozione?
  • La tua ipotesi di modifica si concentra principalmente sull'intensità della tempesta (vale a dire pressione minima e venti a livello del mare) o sui cambiamenti nella traccia della tempesta?
  • Qual è il tuo modello concettuale passo-passo per la modifica dell'uragano?
  • Questo scenario di modifica è stato affrontato dalla modellazione numerica?
  • Esistono prove concrete che l'intervento specificato (ad es. Raffreddamento della superficie del mare, inibizione dell'evaporazione dalla superficie del mare, espulsione di aerosol nella circolazione dell'uragano) funzionerà come previsto e che avrà l'effetto desiderato sull'uragano?
  • L'ipotesi di modifica è stata presentata alla comunità scientifica attraverso pubblicazioni scientifiche o durante incontri scientifici? In tal caso, sarebbe utile fornire ristampe del documento più pertinente ai partecipanti alla riunione.
  • È possibile che la modifica dell'uragano proposta abbia effetti secondari indesiderati come la soppressione della pioggia pre-tempesta e post-tempesta nell'area di modifica?
  • La modifica proposta richiederà azioni prima dell'esistenza della tempesta in una posizione predeterminata fissa o sarà possibile andare a una tempesta esistente per svolgere l'attività di modifica? Se il primo, quali criteri verranno utilizzati per specificare l'area protetta? Cosa succede se l'uragano non si materializza?
  • Quale livello di sforzo sarà richiesto per effettuare le modifiche? I cambiamenti ipotizzati sono realistici in considerazione della scala e dell'intensità dell'uragano?
  • L'attività di modifica verrà svolta dalle navi sulla superficie del mare prima della tempesta o dall'aria da cui gli agenti di modifica potrebbero essere dispersi nelle posizioni desiderate all'interno e intorno alla tempesta? Se il primo, l'attività marittima deve essere svolta al centro della tempesta? È un requisito realistico?
  • Quali sono i requisiti logistici per lo svolgimento dell'attività di modifica? Realisticamente, questo può essere fatto? A quale costo?
  • Quali sono i tuoi consigli chiave per il test iniziale della tua ipotesi di modifica dell'uragano? Si baserebbe su simulazioni di modelli e / o su prove atmosferiche limitate? Quale sarebbe il lasso di tempo di tali studi? Quanto costerebbero?
  • Il tuo scenario di modifica consente la collaborazione con colleghi che stanno promuovendo le proprie ipotesi di modifica? In tal caso, come è possibile farlo?
Il Consiglio Nazionale delle Ricerche delle Accademie Nazionali ha pubblicato un rapporto nel 2003, Critical Issues in Weather Modification Research, che in sostanza raccomanda un rinnovato impegno per far progredire la comprensione dei processi atmosferici fondamentali che sono centrali nelle questioni di modifica meteorologica intenzionale e involontaria; chiedere un programma nazionale coordinato per condurre una ricerca sostenuta nella microfisica del cloud e delle precipitazioni, dinamica del cloud, modellizzazione del cloud e seeding del cloud e un focus sulle domande di ricerca fondamentali piuttosto che sulle applicazioni a breve termine della modifica del tempo.

 Il consenso di questo seminario segue da vicino le raccomandazioni del rapporto NRC. Prima di tentare di modificare un uragano abbiamo bisogno di una migliore comprensione di come si formano inizialmente, la fisica dietro sviluppo, direzione, velocità, forze del vento e pioggia. Sono passati 25 anni dall'ultimo sforzo coordinato per modificare gli uragani. Da allora la nostra conoscenza e tecnologia è migliorata notevolmente e siamo in una posizione migliore per affrontare questo problema. È la raccomandazione dei partecipanti al Workshop sulla modifica dell'uragano che andiamo avanti facendo ulteriori ricerche sulla maggior parte delle aree già discusse mentre tentiamo dimostrazioni reali se i risultati giustificano la spesa.

VII. Strada da percorrere


 Se abbiamo qualche possibilità di ridurre le tremende forze distruttive degli uragani, dobbiamo capire meglio come si formano, si sviluppano, cambiano intensità, cambiano traccia e poi si dissipano. Con le conoscenze acquisite e i progressi nelle tecnologie negli ultimi 25 anni, abbiamo una migliore comprensione degli uragani e in una posizione molto migliore per continuare la ricerca che è stata interrotta molti anni fa.

 I contributi dei partecipanti al seminario e il coordinamento con altre fonti hanno portato alla seguente "Strada da percorrere" suggerita. Il piano prevede tre attività che iniziano in 1 Qtr FY11 e terminano 2 Qtr FY16. Le aree di base della ricerca sono: sviluppo di un modello iniziale / concetto di simulazione per la valutazione; sviluppo di concetti per una possibile implementazione; e infine testare uno o due concetti su vasta scala. Sono previsti cambiamenti nel piano generale, soprattutto quando vengono raccolti più dati / informazioni. Se viene data l'approvazione per procedere con una qualsiasi delle attività elencate, per ottenere il miglior settore di input o il mondo accademico ha da offrire, si consiglia di uscire prima con una RFI per vedere dove si trova l'attuale livello di tecnologia e poi uscire con una RFP.

Costo stimato per articolo di lavoro


Elemento di lavoro Est. Cost Est. Time
Task I Est. Start: 1 QTR FY10 Est. End: 3 Qtr FY11



Sviluppo di concetti di modellazione iniziale per la valutazione $300K 6 Months
Modellazione di concetti selezionati $400K 18 Months
Sviluppo di concetti di simulazione per la valutazione $300K 6 Months
Test di simulazione analitica / di laboratorio di concetti $400K 18 Months
Giù selezione di 3-4 concetti per test dettagliati $200K 3 Months
TOTAL TASK I $1,600K




Task II Est. Start: 4 Qtr FY11 Est. End: 3 Qtr FY12

Sviluppare concetti di test iniziali per la valutazione $200K 4 Months
Sviluppare concetti dettagliati per la distribuzione di sistemi $200K 4 Months
Test su piccola scala per distribuzione e prestazioni $350K 6 Months
Valutazione della fattibilità del sistema in vari ambienti $200K 3 Months
Giù selezione di 1-2 concetti per test su larga scala $100K 1 Month
TOTAL TASK II $1,050K




Task III Est. Start: 2 Qtr FY12 Est. End: 2 Qtr FY16

Progetto definitivo per i sistemi selezionati $450K 6 Months
Pianificare test su larga scala con dettagli di implementazione $1,000K 8 Months
Effettuare test su larga scala con / valutazione e rapporti $60,000K 36 Months
TOTAL TASK III $61,450K



COSTO TOTALE DEL PROGETTO $64,100K

APPENDICE A - PARTECIPANTI AL LABORATORIO DI MODIFICA HURRICANE




  1. William Laska - Dipartimento per la sicurezza interna
  2. Dr. Edward Hume - Laboratorio di fisica applicata della Johns Hopkins University
  3. Dr. Joe Golden - Amministrazione nazionale oceanica e atmosferica
  4. Dr. William Cotton - Colorado State University
  5. Dr. Bob Kurzeja - Savannah River National Laboratory
  6. Dr. Alan Blumberg - Stevens Institute of Technology
  7. Dr. Jerald Carithers - University of Southern Mississippi
  8. Dr. William Woodley - Woodley Weather Consultants
  9. Dr. Jay Hobgood - Ohio State University
  10. Dr. Moshe Alamaro - Massachusetts Institute of Technology
  11. Dr. Stephen Salter University of Edinburgh
  12. Dr. Daniel Rosenfeld - Università Ebraica
  13. Dr. Mark DeMaria - Amministrazione nazionale oceanica e atmosferica
  14. Dr. Edward Walsh - Amministrazione nazionale oceanica e atmosferica
  15. Dr. Isaac Ginis - Università del Rhode Island
  16. Dr. John Latham - Università Corporation per la ricerca atmosferica
  17. Dr. Patrick Fitzpatrick - Mississippi State University
  18. Dr. Sundararaman Gopalakrishnan - Amministrazione nazionale oceanica e atmosferica
  19. Sig.ra Paula Lantzer - Dipartimento di sicurezza nazionale

Non nella foto: Dr. Roelof Bruintjes - Centro nazionale per la ricerca atmosferica

APPENDICE B - AGENDA


 
ORDINE DEL GIORNO

OFFICINA DI MODIFICA URAGANI

6-7 febbraio 2008

Centro di ricerca David Skaggs

Boulder, Colorado

6 febbraio 2008

8:30 - 9:00 Check-in

9:00 - 9:10 Benvenuto / Commenti amministrativi / Ordine del giorno Joe Golden

9:10 - 9:30 Obiettivi del laboratorio Wil Laska

9:30 - 9:45 Storia William Woodley

9:45 - 10:15 Ricerche attuali Wil Laska

10:15 - 10:30 Pausa

10:30 - 11:05 Caratteristiche della categoria 5 Hurricanes Jay Hobgood

11:05 - 11:40 Ricerca collaborativa sull'uragano

Modifica mediante dispersione di nerofumo:

Metodi, mitigazione del rischio e rischio

Comunicazione Moshe Alamaro

11:40 - 12:15 Modifica dell'uragano da Seeding Clouds

con CCN per la soppressione della pioggia calda Danny Rosenfeld

12:15 - 12:50 Uragano uragano attraverso la superficie dell'oceano

Raffreddamento di John Latham

12:50 - 1:50 Pranzo

1:50 - 2:25 Sforzo dell'uragano Riduzione dello sforzo via mare

Raffreddamento superficiale Alan Blumberg

2:25 - 3:00 Metodologia per ridurre l'intensità dell'uragano

Utilizzo di array di pompe per ascensioni guidate dall'onda Isaac Ginis

3:00 - 3:35 Energia delle onde, alimentazione dei pesci e uragano

Soppressione Stephen Salter

3:35 - 3:50 Pausa

3:50 - 4:25 Revisione di due schemi di modifica dell'uragano Moshe Alamaro

4:25 - 5:00 Semina igroscopica di cicloni tropicali William Cotton

5:00 - 5:30 Partnership della Costa del Golfo per la promozione di

GEMS: Gulf Eddy Monitoring System An

Soluzione acustica tomografica Jerald Caruthers

5:30 - 6:00 il giorno successivo Organizza Wil Laska

7 febbraio 2008
9:00 - 10:00 Ricapitolando il giorno precedente / Discutere le lacune della ricerca Wil Laska

10:00 - 11:15 Scoperte / Bisogni / Preoccupazioni / Concurr Wil Wilka

11:15 - 11:30 Sessioni di apertura Wil Laska

11: 30-12: 30 Strada avanti Wil Laska

12:30 Aggiornamento

NRC (National Research Council) della National Academy of Sciences, 2003: problemi critici nella ricerca sulle modificazioni meteorologiche, Commissione per le scienze atmosferiche e il clima, Divisione per gli studi sulla Terra e la vita, The National Academy Press.

ibid

Supponendo che il programma inizi nell'esercizio 2010

mirror: DHS HURRICANE MODIFICATION WORKSHOP REPORTG 2008
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