Hoewel de oorzaak van het tragische verlies van Air France-vlucht 447 nog moet worden vastgesteld, weten we zeker dat het vliegtuig door turbulentie boven de Atlantische Oceaan vloog op het moment dat het vliegtuig neerstortte. Het is dan ook hoog tijd dat NASA de ontwikkeling financiert van een prototypesysteem om vliegtuigen te voorzien van updates over zware stormen en turbulentie terwijl ze over afgelegen oceaangebieden vliegen.
Wetenschappers van het National Center for Atmospheric Research (NCAR) in Boulder, Colorado, ontwikkelen in samenwerking met collega's van de Universiteit van Wisconsin een systeem dat satellietgegevens en computerweermodellen combineert met geavanceerde kunstmatige-intelligentietechnieken. Het doel is om snel evoluerende stormen en andere potentiële turbulentiegebieden te identificeren en te voorspellen.
"Turbulentie is de belangrijkste oorzaak van verwondingen in de commerciële luchtvaart", zegt John Haynes, programmamanager van het Applied Sciences-programma van de Earth Science Division op het NASA-hoofdkwartier in Washington. "Dit nieuwe werk om de kans op turbulentie geassocieerd met oceaanstormen te detecteren met behulp van belangrijke ruimtegebaseerde indicatoren is van cruciaal belang voor piloten."
Het systeem is ontworpen om piloten te helpen weg te leiden van intens weer. Een verscheidenheid aan NASA-ruimtevaartuigobservaties wordt in het project gebruikt, waaronder gegevens van NASA's Terra, Aqua, Tropical Rainfall Measurement Mission, CloudSat en CALIPSO-satellieten.
Het prototypesysteem identificeert turbulentiegebieden in heldere delen van de atmosfeer, maar ook binnen stormen. Het ligt op schema om volgend jaar getest te worden. Piloten op geselecteerde transoceanische routes zullen realtime turbulentie-updates ontvangen en feedback geven. Wanneer het systeem is voltooid, zal het piloten en grondcontrollers voorzien van op tekst gebaseerde kaarten en grafische displays die regio's met waarschijnlijke turbulentie en stormen tonen.
"Piloten hebben momenteel weinig informatie over het weer als ze over afgelegen delen van de oceaan vliegen, waar enkele van de ergste turbulentie plaatsvindt", zegt wetenschapper John Williams, een van de projectleiders bij NCAR. "Door piloten op zijn minst een benaderend beeld te geven van zich ontwikkelende stormen, kunnen ze veilig rond gebieden met mogelijk ernstige turbulentie worden geleid."
NCAR biedt momenteel realtime kaarten van turbulentie op verschillende hoogten boven de continentale Verenigde Staten. Williams en zijn collega's bouwen voort op deze expertise om turbulentie boven oceanen te identificeren. Het team heeft globale kaarten van heldere luchtturbulentie gemaakt op basis van wereldwijde computerweermodellen die wind en andere instabiliteiten in de atmosfeer omvatten. Op basis van satellietbeelden van stormen hebben de wetenschappers ook globale beelden gemaakt van de toppen van onweerswolken. Hogere wolkentoppen worden vaak geassocieerd met intensere stormen, hoewel niet noodzakelijk met turbulentie.
De volgende stap is het lokaliseren van gebieden met mogelijke turbulentie binnen en rond intense stormen. Het team zal correlaties bestuderen tussen stormen en turbulentie boven de continentale Verenigde Staten, waar het weer nauwlettend wordt geobserveerd, en vervolgens patronen van turbulentie voor stormen boven oceanen afleiden.
Naast het leveren van actuele turbulentiekaarten aan vliegtuigen en grondverkeersleiders, wendt het NCAR-team zich tot een kunstmatige-intelligentietechniek, bekend als "willekeurige bossen", om kortetermijnvoorspellingen te doen.
Willekeurige bossen, die nuttig zijn gebleken voor het voorspellen van onweersbuien over land, bestaan uit vele beslissingsbomen die elk een ja-of-nee "stem" uitbrengen op cruciale elementen van de storm op toekomstige punten in tijd en ruimte. Dit stelt wetenschappers in staat om de beweging en kracht van de storm in de komende uren te voorspellen.
"Ons doel is om piloten een regelmatig bijgewerkt beeld te geven van de waarschijnlijke stormen die in het verschiet liggen terwijl ze over de oceaan vliegen, zodat ze actie kunnen ondernemen om turbulentie te minimaliseren en hun vliegtuig buiten gevaar te houden", legt NCAR-wetenschapper Cathy Kessinger, een projectteam, uit. lid.
Het NCAR-project wordt gefinancierd door NASA's Applied Sciences Program, dat de investering van NASA in aardobservaties wil vertalen in toepassingen die echte problemen aanpakken. Het programma en zijn partners werken aan het overbruggen van de kloof tussen onderzoeksresultaten en operationele luchtvaartweerproducten op gebieden als ijsvorming tijdens de vlucht, convectieweer, turbulentie, vulkanische as en ruimteweer.
