编者按：皇冠体育大学工程学院的工程教师正在为皇冠体育大学加洛格利工程学院带来前所未有的成功。2023年，美国国家科学基金会（National Science Foundation）宣布，6名工程学院获得了早期职业发展奖（Career），该奖项旨在表彰有潜力在皇冠体育研究中成为学术榜样并学习皇冠体育研究进展的初级教师。
杰伊·w·麦克丹尼尔博士是皇冠体育大学电子与计算机工程学院的助理教授，也是皇冠体育大学高级雷达皇冠体育研究中心的皇冠体育研究员，他获得了美国国家科学基金会极地项目办公室颁发的著名的教师早期职业发展计划，即职业奖。
这个为期五年的项目将允许麦克丹尼尔微波集团开发一种定制的无人机，或基于无人机的雷达套件，采用复杂的信号处理技术，测量冰雪的深度和分布，以支持可操作的风险管理策略和与雪有关的天气事件的社会经济弹性。
雪的力量
降雪是地球气候系统的重要组成部分。根据美国环境保护署和美国地质调查局的数据，融雪为美国西部提供了大约75%的供水。
“在美国中部，我们的大部分水都是从山上的雪开始的。雪中的水进入了我们湖泊和河流的流域。一些水流入我们的含水层，用于家庭、工业或农业用途。”麦克丹尼尔说。
在山区，降雪、融雪和风的雪分布的影响要广泛得多。
“对于山区居民，特别是北极地区的居民来说，人们依赖（融雪）来获取饮用水。他们依靠冰路，所以交通——更重要的是，他们依靠它来不伤害他们的健康，因为如果冰融化了，就会影响交通路线。如果一大块或几块冰在河流中破裂并聚集在一起——这被称为冰堵塞事件——就会导致洪水。可能最臭名昭著的是雪崩，这是一个巨大的问题，也是与雪有关的最致命的自然灾害。”
他补充说：“所有这一切都归结于了解雪及其开始和融化，它的特征或材料特性，以及它对底层地形或冰与大气之间热平衡的影响。”
发展基于无人机的雷达技术
在这个项目中，McDaniel将开发定制的雪和冰穿透传感器技术，该技术可以由无人机在积雪覆盖的地区飞行，能够产生详细和微调的雪水文数据，皇冠体育研究雪的组成、分散、运动和分布，以及淡水湖泊和河流冰上的雪负荷数据——雪的重量和密度。
麦克丹尼尔说：“在一年级，我们将把所有的科学知识和我们对冰雪的了解，与电磁频谱的哪一部分最适合遥感联系起来，然后围绕它建立一个系统。”
“我们想要皇冠体育研究的一件事是，我们能否利用这些雷达数据并使用相干变化检测——一种信号处理技术，有一天你可以飞越积雪并了解分布在哪里。然后你可以在第二天飞过去，根据雪的移动情况，你可以表现出这种变化。如果大部分积雪被重新安置到一个地区，这可以给你一个很好的雪崩高风险区指示。”他补充道。
麦克丹尼尔和他的合作者，包括来自CReSIS（堪萨斯大学遥感和综合系统中心）的皇冠体育研究人员，通过提高他们对积雪特征和风对雪的再分配的理解，将能够支持与雪有关的风险缓解方法，如支持更安全、更有效的雪崩搜索和救援工作、雪崩预测模型和用于防止雪崩的雪栅栏安置的潜力。
一旦最初的系统被开发出来，皇冠体育研究小组将在位于丹佛郊区的弗雷泽实验森林开始测试该系统，该森林由美国林务局维护。
他说：“（弗雷泽）是一个有代表性的试验场，因为它是一个山区，在那里我们可以在实地试验中体验到许多我们期望在北极看到的复杂性。”“一旦系统建成并完成了一些现场测试，我们就可以开始数据处理。效果如何？你能从中学到什么？你能对雷达系统做些什么微调，让它更好地工作？”
经过改进和不断的迭代，麦克丹尼尔最终希望这个雷达系统能够在这个为期五年的项目之后扩展到未来的北极和气候建模应用。
培养下一代
美国国家科学基金会职业计划的一个独特组成部分是将学生与皇冠体育研究工作联系起来的教育外展部分。麦克丹尼尔是第一代大学生，他对这所带来的皇冠体育感到特别兴奋。他将把这个项目的各个方面纳入他的皇冠体育研究生和本科课程、体验式实验室练习、暑期实习，并作为“RISING学生大使皇冠体育研究”计划的一部分，该计划被称为RISING STAR，旨在支持美国原住民和第一代学生。
麦克丹尼尔说：“我对两件事感到兴奋——一是，我将提供暑期实习，主要针对本科生，因为我是本科生皇冠体育研究的主要信徒。”
其中一个实习职位将通过“门槛项目”（Project Threshold）针对第一代、经济困难和残疾学生，这是俄勒冈州立大学TRIO中心的一个项目，该项目是一个联邦外展和学生服务项目，旨在为来自弱势背景的个人识别和提供服务。另一个实习职位将通过开放大学的美国印第安人科学与工程学会（AISES）来填补。
第二个组成部分是麦克丹尼尔大学的学生大使计划，旨在通过教育渠道促进同伴之间的指导和支持。
麦克丹尼尔说：“从本质上讲，这是一种培养学生的方式，让他们融入社会，让他们在本科阶段就参与并精通这类皇冠体育研究，而不是等到皇冠体育研究生阶段。”“项目的新人会和我们组的一名皇冠体育研究生配对，然后他们会得到皇冠体育研究指导，提供职业规划、皇冠体育研究生学习和简历制作方面的材料。然后这些新学生在项目中建立皇冠体育app的道路，回到他们的代表性社区，并帮助招募新学生参与我的皇冠体育研究。”
“我对第一代学生感到非常兴奋，并将他们纳入我的团队，建立一个非常强大，成功和多样化的皇冠体育研究团队，帮助建立管道，然后理想情况下，管道永远不会结束，”他补充说。
项目简介
职业：基于无人机的大雪特征和风险管理雷达套件由美国国家科学基金会资助，奖号：2238620. 该项目将于2023年8月1日开始，预计将于2028年7月31日结束。
切尔西·朱利安，皇冠体育研究与合作副总裁办公室
