Drone de baixo custo pode ajudar a expandir a cobertura de aquisição de dados em regiões polares, afirmam cientistas

Além disso, os cientistas investigaram a possibilidade de coletar dados atmosféricos de alta qualidade usando um UAS convencional de baixo custo equipado com um escudo de radiação.

Os efeitos das mudanças climáticas estão sendo sentidos de forma mais aguda nas regiões polares. Isso também os torna o local ideal para estudar a variabilidade climática em andamento. De fato, os dados meteorológicos coletados dessas áreas são importantes para os NWPs operacionais, uma técnica de previsão do tempo baseada em modelagem matemática.

“As redes de radiossondas são limitadas nas regiões polares. Além disso, acarretam altos custos operacionais em termos de sensores, energia e recursos humanos. Além disso, as radiossondas muitas vezes deixam resíduos sobre a terra e os oceanos e podem ser uma fonte de poluição. É, portanto, , necessário encontrar uma maneira complementar de fortalecer a rede de observação com dados meteorológicos de alta qualidade para NWPs”, disse um comunicado do Instituto Nacional de Pesquisa Polar (NIPR), que é um instituto de pesquisa interuniversitário que realiza pesquisas e observações científicas abrangentes nas regiões polares.

Felizmente, sistemas de aeronaves não tripuladas (UASs) ou drones podem se encaixar na conta. Enquanto os UASs estão limitados à camada limite inferior da atmosfera, eles têm custos operacionais menores e são mais fáceis de usar. No entanto, a qualidade dos dados coletados pelos UASs é frequentemente reduzida pelos efeitos da radiação (do sol e do corpo do drone), pela deposição de precipitação e gotas de nuvens e pela posição dos sensores em relação à direção do vento.

Em um estudo recente publicado na Environmental Research, o Dr. Jun Inoue, do Instituto Nacional de Pesquisa Polar, Japão, e o professor assistente Kazutoshi Sato, do Kitami Institute of Technology, Japão, investigaram a possibilidade de coletar dados atmosféricos de alta qualidade usando um sistema convencional de baixa temperatura. custo UAS equipado com um escudo de radiação.

“Uma vez que o número de observações por radiossondagem praticamente não aumentou em muito tempo devido ao custo dos recursos, as observações contínuas com UASs são uma alternativa altamente desejável para alcançar o desenvolvimento sustentável, bem como atender às necessidades das pessoas comuns, como os pescadores, com melhores previsões”, explica o Dr. Inoue.

O estudo foi disponibilizado online em 2 de dezembro de 2021 e está atribuído para publicação no Volume 205 da revista Environmental Research em 1 de abril de 2022.

A dupla se concentrou em um drone disponível comercialmente. Eles realizaram experimentos de laboratório para determinar a distribuição horizontal de vento e exaustão de calor abaixo do M2ED como forma de medir a localização ideal para os sensores. Em seguida, usando impressão 3D e um revestimento refletor de calor, eles desenvolveram um escudo de radiação para os sensores que mantinham a ventilação simultaneamente. A blindagem também impediu a deposição de precipitação no sensor.

Em seguida, eles realizaram experimentos de campo no drone M2ED e compararam seu desempenho com outros dois UASs meteorologicamente customizados. Isto foi seguido por testes de campo nos três UASs lançados simultaneamente com radiossondas e uma comparação de seus desempenhos. “Os resultados mostraram que não apenas o drone forneceu dados de alta qualidade equivalentes aos dos outros dois drones, mas sua precisão também foi, de fato, comparável às radiossondas”, disse o comunicado.

“Nossas descobertas demonstram que é possível tornar as redes de observação polar existentes sustentáveis ​​com UASs. Isso pode aumentar significativamente suas frequências de observação e cobertura espacial por meio de programas de ciência cidadã”, diz o Dr. Inoue.

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