皇冠体育大学的无人系统提升了天气皇冠体育研究水平

俄勒冈州立大学的皇冠体育研究人员在皇冠体育研究天气模式、预测和建模时，有各种各样的工具可供他们使用。一种越来越受欢迎和实用的工具是无人驾驶航空系统（UAS）或无人机。

校园里的一个跨学科团队目前正在开发和测试无人机，并收集数据，以更好地了解大气边界层及其对恶劣天气形成的影响。

边界层综合传感与模拟（BLISS）小组由开放大学气象学院的教职员工和学生组成；来自严重和高影响天气皇冠体育研究和业务合作皇冠体育研究所（CIWRO）的皇冠体育研究科学家；以及美国国家海洋和大气管理局国家强风暴实验室（NSSL）的联邦科学家。这个跨职能的团队操作着各种无人机，两个协作低大气移动剖面系统（CLAMPS）设施，以及一辆使用激光雷达的卡车。激光雷达是一种利用脉冲激光形式的光来测量距离的遥感方法。这些都使皇冠体育研究人员能够收集大量数据，帮助提高对大气边界层的科学理解，即大气中最低的几千英尺。

BLISS有10个CopterSondes作为其无人机武器库的一部分。CopterSonde是OU创新的证明。UAS平台是由OU科学家在内部设计的，它有助于实现BLISS的皇冠体育研究目标。仅在2022年，该集团就完成了640多次飞行。

Antonio Segales是Gallogly工程学院电气与计算机工程学院的博士生，也是CIWRO的皇冠体育研究助理，他说：“在我们参与的每一次实地活动之后，总有一些需要改进的地方。”“在这个领域，总有东西要学。”

收集极端天气资料

CopterSonde已经在各种极端条件下进行了测试：在寒冷的芬兰，螺旋桨上的冰成了一个问题；在科罗拉多州的高海拔地区；在美国东南部靠近风暴和大风条件下。任何时候使用无人机，都至少需要三人组成的团队：飞行员（必须始终将仪器放在他们的视线内）、地面站操作员和视觉观察者。由于团队通常在接近风暴的环境中收集数据，安全是关键，团队必须始终保持天气意识。

最近，BLISS的成员参加了在德克萨斯州休斯顿的跟踪气溶胶对流相互作用实验（TRACER）活动。团队成员花了几个星期，在几个地点记录了数百个飞行小时，测量了温度、湿度和气压，测试了仪器的极限，收集了边界层的重要数据。

团队成员Francesca Lappin是俄勒冈州立大学气象学院大气与地理科学学院的博士生，她已经在追踪者和线性风暴（危险）运动中的传播、演变和旋转之间驾驶无人机飞行了大约250小时。拉平说，休斯顿的皇冠体育研究皇冠体育“既有趣又势不可挡”。

从TRACER的数据中，皇冠体育研究小组希望更好地了解天气状况，海风等因素是如何形成的，以及内陆海风对天气的影响程度。此外，由于访问了多个地点，他们希望展示城市地区和建筑物、人口稠密地区、污染和交通模式等因素如何影响边界层的动量和质量。

“无人机数据收集有很多应用，”大气与地理科学学院执行副院长佩特拉·克莱因博士说。“例如，在TRACER中，我们正在学习边界层是如何发展的，特别是在复杂的位置。通过收集城市和海洋环境的数据，我们正在观察海洋/陆地对该层的影响，并改进[天气]模型。”

美国支持的项目“雷达和无人机对超级细胞的目标观测”（TORUS）最近在《纽约时报》上发表了专题报道。TORUS部署了数十名大学和政府的科学家，他们使用高度敏感的仪器来测量超级单体的结构，超级单体是产生许多最严重龙卷风的风暴系统。

合作促进科学进步

联邦科学家伊丽莎白·史密斯博士说，BLISS的好处是跨机构合作，由此产生的科学质量比个人水平更高。

史密斯说：“与CopterSonde气象传感无人机合作是一个完美的例子，像我这样的NSSL科学家通过与CIWRO团队合作开发和部署该无人机，获得了一个绝佳的皇冠体育研究平台，CIWRO/OU团队加入了NSSL项目，可以访问NSSL的平台和皇冠体育研究资源。”“这种合作风格也有助于NSSL更直接地将我们的工作与公开大学的学生联系起来，培养下一代科学家。我们都从中受益，我们的科学也从中受益。”

BLISS的目标之一是改进天气模型以及如何收集和与预报员共享数据。他们希望优化飞行以改善数据收集，并继续改进仪器和附加传感器。目前，BLISS的科学家们正在将他们在一年的实地活动中所学到的知识应用于设计CopterSonde的新版本，该版本将参加明年的危险性活动。2023年，新版本将进行测试，看看它是否比前辈表现更好。

“这真的是一个合作的努力，”泰勒·贝尔博士说，BLISS的皇冠体育研究科学家。“我们的无人机皇冠体育研究是一个皇冠体育，可以与皇冠体育研究生、工程师、皇冠体育研究科学家等众多学科的人合作，来证明和改进这个平台。”

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