مسبار إسقاط

المسبار الجوي هو جهاز استطلاع جوي استهلاكي، ابتكره المركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي (NCAR)، مصمم للإسقاط من طائرة على ارتفاعات عالية فوق الماء لقياس (وبالتالي تتبع) ظروف العواصف أثناء هبوطه إلى السطح. يحتوي المسبار على مستقبل GPS ، بالإضافة إلى مستشعرات الضغط ودرجة الحرارة والرطوبة (PTH) لالتقاط بيانات الغلاف الجوي والبيانات الديناميكية الحرارية . وعادةً ما ينقل هذه البيانات إلى حاسوب في الطائرة عبر الإرسال اللاسلكي.

تُعدّ أجهزة الإسقاط الجوي (Dropsonde) الطريقة الوحيدة المتاحة حاليًا لقياس سرعة الرياح والضغط الجوي عبر الغلاف الجوي وصولًا إلى سطح البحر في قلب الأعاصير المدارية، بعيدًا عن نطاق رادارات الطقس الأرضية. تُنقل البيانات المُجمّعة عادةً عبر موجات الراديو إلى الحواسيب العملاقة لإجراء تنبؤات جوية رقمية ، مما يُمكّن خبراء الأرصاد الجوية من التنبؤ بشكل أفضل بآثار العاصفة وشدتها، استنادًا إلى نماذج حاسوبية مُولّدة باستخدام بيانات مُجمّعة من عواصف سابقة في ظروف مماثلة. يُساعد هذا خبراء الأرصاد الجوية على تحديد الأضرار المُحتملة للعاصفة بدقة أكبر، بناءً على هذه العوامل.

منذ أوائل سبعينيات القرن الماضي، ^{[ 1 ]} دأبت فرق صائدي الأعاصير التابعة لسرب الاستطلاع الجوي رقم 53، والمتمركزة في قاعدة كيسلر الجوية في بيلوكسي، ميسيسيبي ، والمتخصصة في رصد الأعاصير، على استخدام المجسات الأرضية أثناء تحليقها فوق المحيط لجمع بيانات الأرصاد الجوية حول بنية الأعاصير التي يُحتمل أن تُشكل خطرًا على المناطق الساحلية والداخلية في شمال المحيط الأطلسي، وشمال شرق المحيط الهادئ، وخليج المكسيك . وخلال موسم الأعاصير المعتاد، تنشر هذه الفرق ما بين 1000 و5000 مجس في مهام التدريب ورصد العواصف.

تُطلب أحيانًا بعثات استطلاع جوية لدراسة بنية الغلاف الجوي فوق المحيطات عندما تُشكل الأعاصير تهديدًا كبيرًا للولايات المتحدة. ولا تقتصر هذه الاهتمامات على الأعاصير المدارية المحتملة فحسب، بل تشمل أيضًا احتمالية تساقط الثلوج (مثل العواصف الشمالية الشرقية ) أو موجات الأعاصير القمعية الكبيرة . وتُستخدم المجسات الأرضية لسدّ الثغرات الكبيرة في تغطية المحيطات ضمن الشبكة العالمية لإطلاق المجسات الراديوية اليومية . وعادةً ما تُقدّم بيانات الأقمار الصناعية تقديرًا للأحوال الجوية في هذه المناطق، ولكن دقة المجسات المتزايدة تُحسّن التنبؤات، لا سيما مسار العاصفة.

يمكن أيضاً استخدام المجسات الساقطة خلال مشاريع البحث في مجال الأرصاد الجوية.

المسبار نظام خفيف الوزن مصمم ليتم تشغيله بواسطة شخص واحد، ويُطلق عبر مظلة مثبتة في الطائرة المستخدمة للقياس. يتم إبطاء هبوط الجهاز وتثبيته بواسطة مظلة صغيرة مربعة الشكل ، مما يسمح بأخذ المزيد من القراءات قبل وصوله إلى سطح المحيط. صُممت المظلة لتُفتح فور إطلاقها لتقليل أو إزالة أي تأثير بندولي ، وعادةً ما يسقط الجهاز لمدة تتراوح بين أربع إلى خمس عشرة دقيقة، حسب ارتفاع السقوط. يحتوي المسبار على غلاف من الورق المقوى الصلب لحماية الإلكترونيات وتشكيل شكل انسيابي أكثر استقرارًا.

للحصول على بيانات من داخل إعصار استوائي، تحلق طائرة (في الولايات المتحدة، إما تابعة للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي أو القوات الجوية الأمريكية ) داخل النظام. وعادةً ما تُطلق سلسلة من المجسات الأرضية أثناء مرور الطائرة عبر العاصفة، وتُطلق بكثافة عالية بالقرب من مركز العاصفة، بما في ذلك جدار العين ومركزها ( إن وُجد). وتُجرى معظم عمليات الإسقاط على ارتفاع طيران يبلغ حوالي 3000 متر (10000 قدم).

ترسل المسبار بيانات تتضمن ما يلي:

1. تاريخ ووقت الإسقاط. التوقيت دائمًا بتوقيت UTC .
2. موقع السقوط، المشار إليه بخط العرض وخط الطول ومربع مارسدن .
3. يتم قياس الضغط ودرجة الحرارة وانخفاض نقطة الندى مرتين كل ثانية، وسرعة الرياح واتجاهها أربع مرات كل ثانية.
4. يقوم نظام البيانات الموجود على متن الطائرة بتقليل هذه البيانات إلى قياس واحد في الثانية الواحدة، ويستنتج الضغط على سطح البحر من آخر قياس مسجل.

يتضمن التقرير أيضاً معلومات عن الطائرة، والمهمة، وجهاز الإسقاط نفسه، وملاحظات أخرى. تُرسل هذه البيانات عادةً من الطائرة إلى الأرض في الوقت الفعلي تقريباً لاستخدامها في التنبؤات الجوية.

البالون الأرضي هو بالون طقس متين يُحلق على ارتفاعات عالية، مزود بجهاز إرسال ومجموعة (35 كبسولة في النماذج الأولى) من كبسولات رصد جوي مصغرة تُسقط تلقائيًا أو عن بُعد. تتمتع أجهزة الإرسال، بحجم زجاجة الماء، في هذه الكبسولات بقدرة كافية لإرسال المعلومات إلى البالون أثناء سقوطه المُتحكم به بواسطة مظلة. يحمل البالون جهاز إرسال أكبر حجمًا، يتمتع بقدرة كافية لنقل القراءات إلى قمر صناعي. تتراوح تكلفة كل عبوة من عبوات الرصد الجوي، المُخصصة للاستخدام لمرة واحدة، بين 300 و400 دولار أمريكي. ^{[ 2 ]}

بعد إدخالها في أبريل 2007، من المتوقع استخدام حوالي ألف طائرة سنوياً لتتبع الرياح في مناطق تكاثر الأعاصير قبالة سواحل غرب إفريقيا، والتي تقع خارج نطاق عمل طائرات صيد الأعاصير . ^{[ 2 ]}

• علوم الغلاف الجوي
• مسبار لاسلكي

• نظام إسقاط المجسات NCAR AVAPS
• مسبار فايسالا NRD41
• بيانات من المجسات المستهلكة (موقع الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي)
• بيانات جهاز قياس الأرصاد الجوية (Meteomodem Dropsonde) مؤرشفة بتاريخ 15 يونيو 2020 على موقع Wayback Machine .