La prossima primavera, ricercatori e studenti dell'Università del Kansas parteciperanno a un progetto utilizzando un nuovo radar a banda ultra larga che sorvola un aereo sopra il Continental Divide per misurare la profondità e la densità del manto nevoso.

Perché la neve che si accumula in alto nelle Montagne Rocciose (e in altri bacini idrografici come la Sierra Nevada) si scioglie per alimentare i fiumi della nazione, calcolare il volume di acqua immagazzinata è fondamentale per la gestione delle risorse idriche degli Stati Uniti.

"In definitiva sei interessato a quanta acqua viene immagazzinata perché si scioglierà e scorrerà in discesa, "ha detto David Braaten, professore di geografia e scienze atmosferiche. "Non ti preoccupi solo dell'altezza della neve, ma l'equivalente in acqua di neve. Per ottenerlo, hai bisogno sia della profondità che della densità della neve, queste due cose che un radar a banda ultralarga sarà in grado di ottenere."

Braaten e un collega di KU fanno parte di un grande progetto finanziato dalla National Oceanic and Atmospheric Administration, o NOAA, sviluppare la tecnologia di telerilevamento per aiutare a mitigare le inondazioni e la siccità.

L'istituzione principale è l'Università dell'Alabama, e il progetto è guidato da Prasad Gogineni, un ex professore di KU. Partecipano a questo progetto anche ricercatori della University Corporation for Atmospheric Research. KU sta ricevendo un finanziamento di circa $ 250, 000 all'anno, da amministrare attraverso il Centro per il telerilevamento delle calotte glaciali. Altro personale KU include Justin Stachnik, assistente professore di geografia e scienze atmosferiche, diversi studenti laureati e diversi studenti universitari.

"Il ruolo di KU è quello di assistere con lo sviluppo della tecnologia fornendo l'accesso alle strutture che abbiamo sviluppato nel corso degli anni con CReSIS, come la camera anecoica KU, una camera di prova in cui possiamo prendere un radar e accenderlo senza interferire con telefoni e Wi-Fi, " Braaten ha detto. "Possiamo accendere un radar, caratterizzarlo, e cercare rumore e irregolarità prima di entrare in campo. Per il lavoro sul campo, forniremo attrezzature che ci aiuteranno a convalidare le misurazioni radar."

Braaten ha affermato che il team KU aiuterà a generare prodotti di dati, portando esperienza di lavoro con l'elaborazione del segnale per esaminare le caratteristiche geofisiche relative al manto nevoso. Questi prodotti di dati saranno utilizzati dai modelli NOAA, come il Modello Idrico Nazionale, per prevedere il deflusso dello scioglimento della neve e il potenziale di inondazione.

"Il concetto di altezza della neve è stato testato nel 2016, " ha detto. "Ha funzionato bene su un sito in Colorado misurando il manto nevoso di diversi piedi di spessore. Ottenere regolarmente misurazioni dell'altezza della neve nei bacini idrografici critici in diversi periodi dell'anno è un obiettivo chiave del progetto. Anche, determinare la densità della neve è un obiettivo chiave del progetto che sarà raggiunto attraverso gli esperimenti sul campo. Queste misurazioni forniranno ai modelli NOAA l'equivalente di acqua liquida nel manto nevoso".

Secondo il ricercatore KU, i primi test sul campo del sistema radar potrebbero essere eseguiti su un aereo a elica come un Twin Otter.

Il sistema dovrebbe essere implementato a metà inverno e di nuovo in primavera, Egli ha detto, per testare il sistema rispetto alle diverse proprietà del manto nevoso.

"Il pieno inverno è un buon momento per valutare la stratificazione e il momento delle precipitazioni e la primavera proprio all'inizio della stagione dello scioglimento è un momento chiave, ma le condizioni della neve in primavera diventano più difficili per il radar, " ha detto Braaten.

I ricercatori hanno scelto il radar a banda ultra larga perché la grande larghezza di banda può penetrare in profondità nella neve e fornire misurazioni ad alta risoluzione. La versione ad alta quota di questo sistema alla fine sarà in grado di visualizzare le condizioni della neve su un'ampia area su entrambi i lati della traiettoria di volo, sottile come 3 centimetri di spessore fino a 2 metri.

"La grande larghezza di banda consente anche di esaminare le caratteristiche della neve, "Ha detto Braaten. "Offre anche la flessibilità per effettuare misurazioni in un'ampia gamma di condizioni di neve osservate durante l'inverno e all'inizio della primavera, e a quote diverse. Alcune frequenze sono più efficaci con particolari condizioni di neve, quindi avere la grande larghezza di banda fornisce la capacità di misurare tutte le caratteristiche del manto nevoso che ci aspettiamo di vedere."