NASA prosi nas o pomoc. Mamy donosić na naturę
NASA szuka pomocy u zwykłych ludzi. Naukowcy próbują lepiej zrozumieć, jak topi się grad w drodze z chmury do ziemi, bo właśnie ten etap często rozmywa obraz widziany przez satelity i radary. Właśnie dlatego coraz cenniejsze stają się proste obserwacje z terenu.
Burza przechodzi, grad uderza w dachy i samochody, ktoś robi zdjęcie i temat zamknięty. Problem jednak w tym, że dla naukowców najważniejsze jest nie tylko samo wystąpienie gradu, ale jego rozmiar w chwili, gdy dotarł do gruntu. To właśnie z tym od lat jest największy kłopot. Procesy odpowiadające za topnienie się gradu i jego prędkość opadania są złożone, słabo poznane i bardzo wrażliwe zarówno na warunki atmosferyczne, jak i na sam model używany do obliczeń. Jedna z nowszych analiz NASA pokazuje wręcz, że dla mniejszych bryłek wyniki bywają czasem bardziej zależne od przyjętego sposobu liczenia, niż od samej zmiany środowiska, przez które grad spada.
Ma to ogromne znaczenie, bo satelita lub radar nie widzą dokładnie tego samego, co człowiek stojący po burzy obok swojego skiereszowanego auta. Instrumenty obserwują chmurę albo strukturę samego opadu w atmosferze, natomiast po drodze grad przechodzi przez cieplejsze warstwy powietrza. Poniżej poziomu zamarzania, czyli wysokości, pod którą temperatura przekracza 0 st. C, bryłki zaczynają się topić, zmieniają rozmiar i czasem całkiem znikają, zanim dotrą do ziemi. To właśnie dlatego pytanie, jak szybko grad się topi jest jednym z istotniejszych problemów w prognozowaniu szkód i ocenie siły burz.
NASA sięga po obywatelską meteorologię, bo z kosmosu po prostu nie widać wszystkiego
Właśnie z tego powodu NASA promuje dziś projekt SEaRCH. To część szerszej sieci CoCoRaHS, działającej od 1998 r. społeczności wolontariuszy mierzących opady deszczu, śniegu i gradu. Sieć urosła już do ponad 27,5 tys. aktywnych obserwatorów w USA, Kanadzie, Portoryko, na Wyspach Dziewiczych Stanów Zjednoczonych, Guam i Bahamach.
Sama NASA opisuje CoCoRaHS jako oddolną sieć obserwatorów pogodowych, a NOAA podkreśla, że zebrane dane wspierają podmioty przygotowujące analizy pogodowe i są dostępne na bieżąco w publicznym podglądzie mapowym.
Nie chodzi więc o to, że nagle cały świat ma zacząć masowo wysyłać raporty do NASA, tylko o bardzo konkretną formę obywatelskiej nauki. W projekcie gradowym najważniejsze są zgłoszenia ochotnicze z terenu. Do zgłoszenia samego gradu wystarczy smartfon i darmowa aplikacja CoCoRaHS. Do regularnych raportów o deszczu i śniegu potrzebny jest już zatwierdzony ręczny deszczomierz.
Wiele osób słysząc określenie nauka obywatelska zakłada, że chodzi bardziej o niewielki projekt niż o dane, z których da się coś wyliczyć. Tutaj jest odwrotnie. Cały sens projektu polega na tym, że pojedyncza obserwacja z terenu może być zestawiona z przelotem satelity nad danym obszarem i z modelem topnienia gradu. Dopiero złożenie tych trzech warstw daje szansę ocenić, co naprawdę spadło z burzy, a nie tylko co wyglądało groźnie wysoko w chmurze.
Nasze zdjęcie staje się naukowym dowodem z miejsca zdarzenia
NASA bardzo mocno podkreśla wartość wolontariuszy. Jeden z nich po burzy z 14 czerwca 2023 r. zgłosił grad o średnicy od 12 do 51 mm, dołączając do tego zdjęcia i szczegóły zdarzenia. Zespół badawczy zestawił potem takie raporty z archiwalnymi przelotami satelitów i nowymi profilami topnienia gradu.
W komunikacie NASA pokazano nawet przykład danych z instrumentu SSMIS, czyli pasywnego radiometru mikrofalowego. Tego typu satelity nie fotografują gradu w klasycznym sensie, ale wychwytują rozpraszanie mikrofal przez cząstki lodu w chmurach. Pozwala to dokładnie oszacować prawdopodobieństwo wystąpienia gradu, ale bez relacji z ziemi nadal nie ma pełnej odpowiedzi na pytanie, jak duży był on przy powierzchni.
Tu właśnie pojawiają się dane terenowe służące do sprawdzenia, czy interpretacja z instrumentów zdalnych odpowiada rzeczywistości. CoCoRaHS wyraźnie podkreśla, że raporty gradowe i zdjęcia pomagają porównywać to, co pokazują satelity, radar i obserwacje naziemne. Zgłoszenia gradu z tej sieci były już wielokrotnie wykorzystywane do weryfikacji ostrzeżeń przed silnymi burzami, a raporty o intensywnym opadzie pomagały przy wydawaniu alertów powodziowych.
Co ciekawe, sama sieć CoCoRaHS od lat rozwija też zasady zbierania takich danych. Organizatorzy przypominają, by nie wychodzić podczas burzy, zgłaszać zdarzenie dopiero, gdy będzie bezpiecznie, i fotografować grad przy linijce albo innym obiekcie o znanej skali, a nie w dłoni. Może to i drobiazg, ale z naukowego punktu widzenia ma ogromne znaczenie. Zdjęcie ma być nie tylko efektowne, lecz przede wszystkim porównywalne. Źle pokazana skala potrafi zepsuć wartość całego zgłoszenia.
To naprawdę ważne
Grad jest jednym z najbardziej kosztownych zjawisk konwekcyjnych. Potrafi uszkadzać dachy, szyby, samochody, uprawy i infrastrukturę, a przy tym bywa wyjątkowo lokalny. Jedna ulica może zostać zbombardowana lodem, a kilka skrzyżowań dalej spadnie tylko deszcz albo będzie świecić słońce.
Właśnie dlatego tak cenne są gęste, rozproszone obserwacje wykonywane przez ludzi tam, gdzie żadna gęsta sieć profesjonalnych przyrządów nie stoi co kilkaset metrów. CoCoRaHS od początku powstała właśnie po to, by wyłapywać tę lokalną zmienność opadów, której nie da się dobrze odczytać z pojedynczej stacji.
Przeczytaj także:
Dla NASA korzyść jest jeszcze większa. Lepsze modele topnienia gradu oznaczają lepsze łączenie danych satelitarnych z tym, co rzeczywiście trafia do ludzi na ziemi. To może przełożyć się na dokładniejsze oszacowanie ryzyka szkód, lepsze analizy klimatyczne i lepsze zrozumienie tego, kiedy sygnał o nadchodzącym gradzie oznacza rzeczywiście niebezpieczny opad przy powierzchni, a kiedy część lodu zdąży po drodze stopnieć.
