Wetterbeeinflussung in North Dakota - Flugzeug und Radar Betrieb Darin Langerud, NDARB Direktor
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
Wetterbeeinflussung
in North Dakota
Flugzeug und Radar Betrieb
Darin Langerud, NDARB Direktor
Reutlingen, Deutschland– 19. März 2015Agenda North Dakota Projekt zum Wolkenimpfen in 2015 NDCMP Flugzeuge und Impfmethoden Impfprozess und Kosten Wetterradar Betrieb Schlussfolgerungen
Pläne für 2015 NDCMP
2015 NDCMP wird 7 Landkreise abdecken und mehr
als 11500 Quadrat Meilen im westlichen Teil N.D.
Der Landkreis Burke county kommt in 2015 neu hinzu
Der Betrieb ist in zwei Gebiete untergliedert
1 Distrikt: Landkreis Bowman und Teile des Landkreises
Slope
2 Flugzeuge, Wetterradar
2 Distrikt : Landkreise Burke, McKenzie, Mountrail, Ward
und Williams
6 Flugzeuge, WetterradarPläne für 2015 NDCMP Ziele: Hagelabwehr, Erhöhung des Niederschlags 760 Flugstunden budgetiert 2015 NDCMP Budget: $1.025.000 US $674.000 US Landkreise, $351.000 US Bundesland $0,139 US/Acre Impfbetrieb: 1 Juni bis 31 August eines jeden Jahres
Täglicher Betriebsablauf
Tägliche Einsatzbesprechungen
Einsatzbesprechung zwischen den Meteorologe
Einsatzbesprechung zwischen den Piloten und den
Radar Meteorologen
Tägliche Einsatzplanung für die Piloten
2 Distrikt: Zwei Crews in Einsatzbereitschaft (Standby)
1 Distrikt: Eine Crew in Einsatzbereitschaft (Standby)
Einsatzbereitschaft bedeutet, dass die Standby Flugzeuge
innerhalb von 15 Minuten starten müssen falls die Meteorologen
einen Start anordnen.Kriterien zum Impfen der Wolken
Wolkenposition
Wolken sind bereits im Schutzgebiet oder auf dem Weg in das
Schutzgebiet
Zugang zu den Wolken
Wolken ohne Gefahr sicher zu erreichen
Physikalische Vorgaben
Vorhandene Wolke muss mäßig unterkühlt sein mit einer
Wolkentemperatur zwischen -5° bis -10°C.
Es müssen entsprechende Aufwinde vorhanden sein
Die Wolke muss unterkühltes flüssiges Wasser beinhalten, und
es darf keine signifikante Menge natürliches Eis bereits vorhanden sein.Beste Position zum Impfen an der
Wolkenbasis
Gleichmäßige Wolkenform,
Regen freie Wolkenuntergrenze
Isolierter Wolkenbereich und
sehr wahrscheinlich im
vorderen Bereich des Sturms.
Suche nach mittleren
Seitwerten im Bereich um 500
ft/min (2,5 - 3 m/s)
Vermeide die
Hauptaufwindzone des
Gewitters.Technologien für das Impfen an der
Wolkenbasis
Generator am Tragflächenende Stationäre FackelnGeneratoren am Tragflächenende
Primäre Impfmethode für das Impfen an der
Wolkenbasis.
Verbrennen von Silberjodid Aceton Lösung
(Tankinhalt ~ 26 Liter)
Gefrieren von Kondensationskeimen
Kondensationskeime ziehen Wasserdampf an, bilden
eines Tröpfchens , gefrieren bei wärmeren
Temperaturen.
4X1011 (400 Milliarden) @ -6°C, 1014 (100 Billionen) @ -
10°C (per g AgI)Generatoren am Tragflächenende Dauer bis zur Eisbildung: (63,2%): 5 min @ -6°C, 8 min @ - 10°C (wahrscheinlich etwas schneller und natürlichen Bedingungen) Vorteil: bis 2,5 Std Dauerbetrieb; produziert die meisten Eiskeime pro Gramm Silberjodid bei -10°C; günstigste und effizienteste Lösung Nachteil: Zuverlässigkeit der Generatoren und Wartungsprobleme; weniger Eiskeime bei wärmeren Temperaturen
Fackeln Zweite Impfmethode zum impfen der Wolken. AgI Eiskeimbildung durch verbrennen einer Chemiemischung (75 g pro Fackel) 12 Fackeln pro Tragfläche, 24 pro Flugzeug
Fackeln
Eiskeimbildung Kondensation Gefrierung
1011 (100 Milliarden) @ -4°C, 6X1012 (6 Billion) @ -6°C,
3X1013 (30 Billion) @ -10°C (per g Pyrotechnik)
90% Eisbildungszeit: ungefähr 1,5 Minuten@ -6 bis < 1
Minute @ -10°C
Vorteil: Hohe Anzahl von Eiskeimen in einer sehr
kurzen Zeit
Nachteil: nur 48 Minuten Brenndauer bei 24
Fackeln; deutlich höhere Kosten im Vergleich zu
GeneratorenFackeln im Vergleich mit Generatoren Bei einer durchschnittlichen Gewitterzelle zum Impfen zur Hagelvermeidung, Fackeln erzeugen genügend #Eiskeime @ ~ -5°C, Generatoren@ ~ -7°C Bei einer Steigrate von 3m/s (~600 ft/min) Fackeln produzieren die gewünschten # aktiven Eiskeime ~2 Minuten schneller (sät. adiabatischer Verlauf) JEDOCH, Untersuchungen zeigen, dass eine gute Verbreitung primär durch Vermischung im oben Bereich der Wolken stattfindet, reduziert diesen Vorteil.
Fackeln im Vergleich mit Generatoren
Ein andere Ansatz ist, mehr Eiskeime sind besser als
weniger
Bei Temperaturen kälter ~ -7°C, Generatoren produzieren
mehr als Genug für das 10/Liter Kriterium
NDCMP Vorgaben: Bei einer späten Ankunft an einer
Gewitterzelle oder bei sehr starken Gewittern sollte
zuerst mit Fackeln geimpft werden.Cessna 340A
Impfen der Wolken im oberen
Bereich (Top Seeding)
Eine anwachsende Vorbewölkung mit klar definierte
Kanten
Wolken-Temperatur im oberen Bereich der Wolke -5 und -10°C
Wolken sollten einen anhaltend Aufwind vorweisen
Wolke muss stark unterkühltes Wasser beinhalten
Gewitterzelle sollte noch kein natürliches Eis gebildet haben.
Vorbewölkung kann isoliert sein, auf der Sturmflanke der
Zelle, oder eingebettet im Amboss
Der Impfvorgang wird durch Einflug in die Wolke
durchgeführt oder durch Überflug der entsprechenden
Bewölkung wenn die Bedingungen bekannt sind
Überfliegen der Wolken wird die Eisbildung am Luftfahrzeug
reduzieren und erlaubt ein längeres Impfen der Wolke von
oben.Beechcraft King Air C90
Trockeneis Ladewanne
Trockeneis Pellets
2.54 cmTrockeneis Primäre Impfmethode für das Impfen der Wolken von oben Das Trockeneis wird zuerst aufgebraucht 1/4 in. (6 mm) Pellets werden abgeworfen durch den Bauch des Flugzeuges Abwurfrate: 12 Pounds pro Minute (~1.3 kg/Min) Pellets erzeugen homogene Eiskeime durch den Vorzug Ihrer extrem kalten Temperatur. (-109°F/- 78°C)
Trockeneis 1012 (1 Billion) Eiskristalle werden pro Gramm produziert Vorteil: die Effizient ist bei -1°C fast wie bei - 10°C; die Eiskeimbildung findet ohne Verzögerung statt, sehr geringe Kosten Nachteil: es schmilzt weg während des Fluges, daher wird es zuerst aufgebraucht; Verteilung nicht so gut wie bei Anwendung von Abwurffackeln
Trockeneis Impfung Film
Abwurffackeln
Fackeln
Abwurffackeln
Eiskeimbildung durch Kondensation (Gefrierung)
1011 (100 Milliarden) @ -4°C, 6X1012 (6 Billion) @ -6°C, 3X1013
(30 Billionen) @ -10°C (pro g Pyro)
90% Dauer bis zur Eiskeimbildung: Ungefähr 1,5 Minuten @ -
6 bis < 1 Minute @ -10°C
Vorteil: Bessere Verteilung als Trockeneis ; 306 Stück
verfügbar pro Flug
Nachteil: Langsamere Wirksamkeit und teurer als
TrockeneisUmwelteinflüsse Einschlägige Literatur sagt keine negativen Umwelteinflüsse durch Silberjodid Aerosole Proben zum Nachweis des Silbergehaltes zeigen typischer weise weniger als 0,01 Mikrogramm/Liter Wasser. Dies ist weit unter der Grenze von 50 Mikrogramm/Liter Wasser in den USA (U.S. Public Health Service) Silberjodid Aerosole, sind im Boden nicht biologisch nachweisbar, da sie sich mit anderen Substanzen in der Atmosphäre vermischen Die WMA stellt unter folgender Adresse ein Positionspapier bereit: www.weathermodification.org/images/AGI_toxicity.pdf
NDCMP Impfraten
Generatoren: 3 Gallonen, oder 185 Gramm AgI pro
Stunde; Dauerbetrieb
Typischerweise, ein Generator zur Regen Gewinnung,
beide Generatoren zur Hagelvermeidung
Fackeln: 75 Gramm pyrotechnischen Material pro
Fackel, Anwendung durch den Meteorologen in
Beratung mit dem Piloten.NDCMP Impfraten
Trockeneis: ~12 Pfund, oder 5.4 kg pro Minute; Auswurf im
Aufwind
Regen: 2 bis 10 Sekunden Sequenzen in der Aufwindzone
Hagel: Dauerbetrieb in der Aufwindzone
Abwurffackeln: Abwurf von 20 Gramm pyrotechnische
Fackeln durch den Piloten
Regen: Eine Fackel pro Vor-Bewölkung, oder alle 30 Sekunden
eine
Hagel: Eine Fackel alle 2 – 5 Sekunden abhängig von der
Aufwindzone und SLWSeeding Agent Use/Cost-2013
Impfzeiten Früher Später
Radar Betrieb
NDCMP verwendet 2 WSR-74C
Radargeräte
5 cm Wellenlänge
Einfache Polarisierung
Betrieb im Volume-Scan Mode
14 Kippbewegungen pro Volumen, 6
Minuten Updates
TITAN und IRIS Software
Real-time Flugzeug Trecking
Funkverbindung zwischen Pilot und
MeteorologeRadar Betrieb/Sicherheit Kriterien
Radarüberwachung durch Meteorologen
Bereitschaftszeiten 24/7, für alle
Die Meteorologen überwachen die Wetterbedingen,
bestimmen den Start der Flugzeuge und koordinieren
den Impfbetrieb
Kriterien für das Einstellen des Impfbetriebs:
NDCMP Regeln verbieten das Impfen eines Tornados
oder vergleichbaren Sturms
Kein Impfen bei Blitz-Überschwemmungswarnungen2014 Distrikt 2 Flüge 496,69 Flugstunden
Schlussfolgerungen Die Hagelabwehr hat eine lange und erfolgreiche Historie in North Dakota Landkreis Burke kommt in 2015 hinzu Es gibt verschieden Optionen zum Impfen der Wolken, jede mit Stärken und Schwächen Das rechtzeitige Impfen von konvektiven Wolken zur Hagelvermeidung ist wichtig für den Erfolg WMA Treffen in Fargo – 22-24 April 2015
Danke!
Sie können auch lesen