Geen parachute nodig: Nieuw tyfoonobservatieapparaat toont hoge nauwkeurigheid tijdens veldtest

Japanse onderzoekers hebben de hoge nauwkeurigheid aangetoond van hun nieuw ontwikkelde tyfoonobservatietoestel, dat is ontworpen om vanuit een vliegtuig in het oog van een tyfoon te worden gedropt. De resultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Scientific Online Letters on the Atmosphere (SOLA).

Het dropsonde, een klein, eenmalig instrument, wordt vanuit vliegtuigen gedropt en meet en verzendt atmosferische gegevens, waaronder temperatuur, luchtvochtigheid en windsnelheid, terwijl het valt. Het nieuwe dropsonde, iMDS-17, weegt slechts 130 gram en is voornamelijk gemaakt van biologisch afbreekbaar materiaal. Dankzij zijn vinnen en lichte constructie kan de iMDS-17 zonder parachute dalen, in tegenstelling tot conventionele dropsondes.

Om te voorspellen of een tyfoon zal verergeren en waar deze naartoe zal bewegen, is het belangrijk om te weten hoe temperatuur, wind en luchtvochtigheid veranderen. In Japan worden luchtgebonden instrumenten, zogenaamde radiosondes, veel gebruikt om de bovenste atmosfeer te observeren. Radiosondes worden vanaf land gelanceerd met behulp van een rubberen ballon. Echter, de sterke winden en regen die gepaard gaan met tyfoons, die zich boven de oceaan vormen en ontwikkelen, maken dit proces moeilijk.

Om dit probleem te overwinnen, heeft een onderzoeksgroep van de Nagoya Universiteit, in samenwerking met Meisei Electric Co., Japan’s eerste dropsonde ontwikkeld die vanuit een vliegtuig in het oog van een tyfoon kan worden gedropt om verticale profielen van temperatuur, luchtvochtigheid en wind te verkrijgen.

Geassocieerd professor Sachie Kanada en haar collega’s aan de Nagoya Universiteit, in samenwerking met onderzoekers van Meisei Electric en het Nationaal Onderzoeksinstituut voor Aardwetenschappen en Rampenweerbaarheid, hebben een studie uitgevoerd om de prestaties van hun nieuw ontwikkelde dropsonde te evalueren.

Ze evalueerden de prestaties door de gegevens van hun dropsonde te vergelijken met gegevens van een nauwkeurige radiosonde die door de Japanse meteorologische dienst werd gebruikt. Eerder werden dropsondes zelden geëvalueerd, omdat het gebruik beperkt was tot de oceaan, waardoor gelijktijdige vergelijkingen met radiosondes onpraktisch waren.

In hun studie, uitgevoerd op een van de eilanden van Okinawa in Japan op 27 en 28 maart, werden de dropsonde en de referentieradiosonde gelanceerd met dezelfde ballon. Een snijder met een timer werd geplaatst tussen de ballon en de twee instrumenten. Toen de ballon een hoogte van 12 km bereikte, werd de timer geactiveerd en werden beide instrumenten van de ballon gescheiden en gedropt. Elk instrument meet de temperatuur, wind en luchtvochtigheid tijdens de afdaling, en de gegevens van de dropsonde werden vergeleken met de gegevens van de radiosonde.

De verschillen tussen de gegevens van de dropsonde en de radiosonde waren minder dan 1 K en 2 m/sec. voor respectievelijk temperatuur en wind, op de meeste hoogtes tussen 9 km en 2 km. De resultaten toonden een hoge prestatie van de dropsonde voor temperatuur- en windobservaties. De luchtvochtigheid bleek echter droger te zijn dan die van de radiosonde metingen en moet nog worden verbeterd.

Om de dropsonde in daadwerkelijke stormomstandigheden te observeren, hebben geassocieerd professor Kanada en professor Kazuhisa Tsuboki van het Nagoya University Institute for Space and Earth Environmental Research op 9 en 10 oktober 2024 in totaal 50 dropsondes van een vliegtuig in het oog van tyfoon Barijat gedropt.

Kanada verklaarde: “Op 9 oktober waren we net aangekomen rond het stormcentrum in de fase van tyfoonvorming. De waargenomen profielen van de atmosferische omstandigheden voor de mid-latitude tyfoon werden wereldwijd verspreid via het Global Telecommunication System (GTS) van de WMO en gebruikt voor de weersvoorspellingssystemen. Dit keer hebben we de luchtvochtigheidsgegevens van de dropsondes vooraf geverifieerd en deze gegevens zijn verbeterd. Met deze dropsonde zijn we van plan om in 2025 opnieuw luchtobservaties te doen.”