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[비행기가 허리케인의 눈 즉 중심을 날아가면 어떻게 되나?] 우리는 일반적으로 해수면과 폭풍우 정상 사이의 약 1/4인 약 10,000피트의 고도에서 비행한다. 우리는 허리케인 센터에 대한 가장 강한 바람을 측정하려고 하기 때문에 폭풍의 가장 거친 부분을 잘라내고 싶다.

박민제 | 기사입력 2022/09/30 [18:40]

[비행기가 허리케인의 눈 즉 중심을 날아가면 어떻게 되나?] 우리는 일반적으로 해수면과 폭풍우 정상 사이의 약 1/4인 약 10,000피트의 고도에서 비행한다. 우리는 허리케인 센터에 대한 가장 강한 바람을 측정하려고 하기 때문에 폭풍의 가장 거친 부분을 잘라내고 싶다.

박민제 | 입력 : 2022/09/30 [18:40]

비행기가 허리케인의 눈 즉 중심을 날아가면 어떻게 되나?

 

Jason Dunion | 연구 기상학자 - University of Miami
2022년 9월 28일


2021년 허리케인 사냥꾼이 허리케인 이다를 통과합니다. Lt. Cmdr. 케빈 도레무스/NOAA 군단

 

허리케인 Ian이 플로리다 해안을 향해 강해지는 동안 허리케인 사냥꾼들은 하늘에서 거의 상상할 수 없는 일을 하고 있었다. 폭풍의 중심을 통과하는 비행이다. 

 

통과할 때마다 이 비행기에 탑승한 과학자들은 위성이 측정할 수 없는 측정을 수행하여 국립허리케인센터의 예보 담당자에게 보냈다.

 

마이애미 대학교 기상학자인 제이슨 던니언(Jason Dunion)은 국립해양대기청(National Oceanic and Atmospheric Administration)의 2022년 허리케인 현장 프로그램을 이끌고 있습니다. 그는 팀이 허리케인 행동을 실시간으로 측정하는 데 사용하는 기술과 P-3 Orion이 허리케인의 벽을 뚫고 들어갈 때의 경험을 설명했다.

 

폭풍 속으로 날아갈 때 허리케인 헌터를 타면 어떤 일이 발생할까?
기본적으로, 우리는 카테고리 5s까지 허리케인의 심장부로 날아가는 실험실을 가져간다. 우리는 비행하는 동안 데이터를 처리하여 예보자와 기후 모델러에게 보낸다.

 

P-3에서 우리는 일상적으로 폭풍의 한가운데를 뚫고 바로 눈을 뚫었습니다. 그림 X 패턴 - 우리는 임무 중에 폭풍우를 여러 번 계속 절단한다. 폭풍우가 발전할 수도 있고 카테고리 5가 될 수도 있다.

 

우리는 일반적으로 해수면과 폭풍우 정상 사이의 약 1/4인 약 10,000피트의 고도에서 비행한다. 우리는 허리케인 센터에 대한 가장 강한 바람을 측정하려고 하기 때문에 폭풍의 가장 거친 부분을 잘라내고 싶다.

 

강렬해야 한다. 과학자들이 이 비행에서 무엇을 경험하고 있는지 설명할 수 있나?
가장 격렬한 폭풍속 비행은 2019년의 Dorian이었다. 이 폭풍은 바하마 근처에서 빠르게 강화되어 시속 185마일의 바람을 동반한 매우 강한 카테고리5 폭풍이 되었다. 바람에 날리는 깃털이 된 기분이었다.

 

우리가 Dorian의 벽을 통해 올 때 그것은 온통 안전 벨트였다. 다운 드래프트가 있는 경우 몇 초 만에 수백 피트를 잃을 수도 있고, 상승 드래프트에 도달하여 몇 초 만에 수백 피트를 얻을 수 있다. 롤러코스터를 타는 것과 비슷하지만 다음 상승 또는 하락이 언제 올지 정확히 알 수 없었다.

 

한때 우리는 3~4G의 G-포스를 가지고 있었다. 우주비행사가 로켓을 발사하는 동안 경험하는 것이 바로 이것이다. 우리는 또한 몇 초 동안 0G를 얻을 수 있으며, 묶이지 않은 것은 떠내려간다.

 

폭풍우의 거친 부분에서도 나 같은 과학자들은 데이터를 작업하는 컴퓨터로 바쁘다. 뒤에 있는 기술자가 비행기 뱃속에서 드롭존데를 발사했을 수 있으며 우리는 데이터의 품질을 확인하고 모델링 센터와 국립허리케인센터로 보내고 있다.

 

이 항공편에서 허리케인에 대해 무엇을 배우나?
우리의 목표 중 하나는 폭풍이 빠르게 강화되는 이유를 더 잘 이해하는 것이다. 
급속 강화는 폭풍우의 속도가 하루 만에 35mph만큼 증가하는 경우이다. 이는 단기간에 카테고리 1에서 주요 카테고리 3 폭풍으로 이동하는 것과 같습니다. Ida(2021), Dorian(2019) 및 Michael(2018)은 빠르게 강화된 최근 허리케인 중 일부에 불과하다. 육지 근처에서 발생하면 준비되지 않은 사람들을 잡을 수 있으며 빠르게 위험해진다.

 

급격한 강화는 정말 짧은 시간 안에 일어날 수 있기 때문에 우리는 폭풍이 모이는 동안 허리케인 사냥꾼과 함께 측정을 해야 한다. 지금까지 급속한 강화는 예측하기 어렵다. 재료가 빠르게 결합되는 것을 볼 수 있다. 바다는 깊은 곳까지 따뜻하나? 폭풍 주위에 습기가 많은 분위기가 좋고 육즙이 많습니까? 바람이 유리한가? 우리는 또한 내부 핵심을 살펴봅니다. 폭풍의 구조는 어떻게 생겼으며 강화되기 시작하나?

 

위성은 예보자에게 기본적인 시각을 제공할 수 있지만, 허리케인을 제대로 구분하려면 허리케인 사냥꾼을 폭풍 자체로 끌어들일 필요가 있다.

 

폭풍이 빠르게 거세질 때의 모습은 어딴가?
허리케인은 똑바로 서 있는 것을 좋아합니다. 팽이를 생각해보자. 따라서 우리가 찾는 한 가지는 정렬이다.

 

아직 완전히 결합되지 않은 폭풍은 6~7km 위쪽의 중간 순환과 일치하지 않는 저위 순환(바다 위 몇 킬로미터)을 가질 수 있다. 그다지 건강한 폭풍은 아니다. 그러나 몇 시간 후 우리는 폭풍 속으로 다시 날아가 두 센터가 더 정렬되어 있음을 알 수 있다. 급격히 악화될 수 있다는 신호이다.

 

우리는 또한 바다 바로 위의 영역인 경계층을 본다. 허리케인의 호흡: 낮은 수준에서 공기를 끌어들이고, 공기는 ​​눈벽에서 돌진한 다음 폭풍의 상단에서 중심에서 멀어진다. 그것이 우리가 안구에서 그 거대한 상승기류를 얻는 이유이다.

 

따라서 우리는 경계층에서 바람이 어떻게 흐르는지 드롭존데 또는 꼬리 도플러 레이더 데이터를 볼 수 있다. 정말 습한 공기가 폭풍의 중심을 향해 돌진하고 있는 걸까? 경계층이 깊으면 폭풍도 더 크게 들이마실 수 있다.

 

우리는 또한 구조를 본다. 위성에서 폭풍이 정상으로 보이는 경우가 많이 있지만 레이더에 포착되면 구조가 엉성하거나 눈이 구름으로 가득 차서 폭풍이 빠르게 강화될 준비가 되지 않았다는 것을 알 수 있다. 그러나 비행하는 동안 구조가 매우 빠르게 변경되는 것을 볼 수 있다.

 

공기를 들이켰다 뺐다하는 것, 즉 호흡은 폭풍을 진단하는 좋은 방법이다. 그 호흡이 건강해 보인다면 폭풍우가 거세지고 있다는 좋은 신호일 수 있다.

 

허리케인 행동을 측정하고 예측하기 위해 어떤 도구를 사용하나?
우리는 대기뿐만 아니라 바다도 측정할 수 있는 도구가 필요하다. 바람은 폭풍을 조종하거나 폭풍을 찢을 수 있지만 바다의 열과 습기가 연료이다.

 

우리는 dropsondes를 사용하여 온도, 습도, 기압 및 풍속을 측정하고 15피트 정도마다 데이터를 해수면까지 다시 보낸다. 그 모든 데이터는 국립 허리케인 센터와 모델링 센터로 보내져 대기를 더 잘 표현할 수 있다.

 

하나의 P-3에는 항공기에서 바다 표면까지 온도, 습도 및 에어로졸을 측정할 수 있는 레이저(CRL 또는 소형 회전 라만 LiDAR)가 있다. 그것은 우리에게 대기가 얼마나 수분이 많은지 느낄 수 있으므로 폭풍우를 먹이기에 얼마나 도움이되는지 알 수 있다. CRL은 전체 비행 트랙에서 지속적으로 작동하므로 항공기 아래에 온도와 습도를 보여주는 이 아름다운 커튼이 있다.

 

비행기에는 또한 꼬리 도플러 레이더가 있어 공기 중의 수분 방울이 바람의 거동을 결정하는 방법을 측정한다. 그것은 폭풍의 X-선과 같은 바람장을 3D로 볼 수 있게 해준다. 위성에서 얻을 수 없다.

 

우리는 또한 폭풍에 앞서 AXBT(항공기 소모성 수온계)라는 해양 탐사선을 발사한다. 이 프로브는 수백 피트 아래의 수온을 측정합니다. 일반적으로 섭씨 26.5도(화씨 80도) 이상의 표면 온도가 허리케인에 적합하지만 열의 깊이도 중요하다.

 

표면에서 85F 정도의 따뜻한 바닷물이 있지만 물 아래로 50피트만 내려가면 훨씬 더 차가우면 허리케인이 그 차가운 물과 매우 빠르게 혼합되어 폭풍을 약화시킬 것이다. 그러나 멕시코만의 소용돌이에서 볼 수 있는 것처럼 깊고 따뜻한 물은 폭풍을 부채질할 수 있는 추가 에너지를 제공한다.

 

올해 우리는 P-3의 배에서 발사할 수 있는 소형 드론이라는 새로운 기술도 테스트하고 있다. 날개 길이는 약 7~9피트이며 기본적으로 날개가 있는 기상 관측소이다.

 

눈에 떨어진 이 드론 중 하나는 폭풍이 점점 강해지고 있는지 여부를 나타내는 압력 변화를 측정할 수 있다. 무인 항공기를 안구에 떨어뜨리고 거기에서 궤도를 돌게 하면 가장 강한 바람이 있는 곳을 측정할 수 있다. 이는 예보가에게 또 다른 중요한 세부 사항입니다. 또한 경계층은 비행기가 비행하기에 안전한 장소가 아니기 때문에 측정값이 많지 않다.

 

당신은 또한 올해 처음으로 아프리카의 카보 베르데 섬을 목표로 삼았다. 거기에서 무엇을 찾고 있나?
카보 베르데 제도는 대서양의 허리케인 보육원이다. 허리케인의 묘목은 아프리카에서 왔으며 우리는 이러한 교란이 폭풍으로 형성되는 티핑 포인트를 결정하려고 노력하고 있다.

 

우리가 대서양에서 받는 명명된 폭풍의 절반 이상이 주요 허리케인의 약 80%를 포함하여 이 보육원에서 발생한다. 따라서 방해가 허리케인이 형성되기 7~10일 전에 발생하더라도 중요하다.

 

아프리카에서는 여름에 더 시원하고 습한 사헬 지역과 사하라 사막의 남쪽 경계를 따라 많은 뇌우가 발생한다. 온도 차이는 우리가 열대파라고 부르는 대기에 잔물결을 일으킬 수 있다. 이러한 열대성 파도 중 일부는 허리케인의 전조이다. 그러나 사하라 기층(3~5일마다 아프리카에서 밀려오는 거대한 먼지 폭풍)은 허리케인을 억제할 수 있다. 이 폭풍은 6월에서 8월 중순까지 절정에 이른다. 그 후 열대성 교란이 카리브해에 도달할 가능성이 더 높아진다.

 

멀지 않은 미래에 국립 허리케인 센터는 5일이 아닌 7일 예보를 해야 할 것이다. 우리는 그 조기 예측을 개선하는 방법을 알아내고 있다.

 

 

 

 

 

 

 
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