ข้ามไปยังเนื้อหาหลัก

NASA พัฒนาเทคโนโลยีวัดลมสามมิติ ด้วย LIDAR เพื่อปรับปรุงพยากรณ์พายุ

13 พ.ค. 684 นาที13 พ.ค. 68

NASA กำลังเดินหน้าโครงการทดสอบ Aerosol Wind Profiler (AWP) ซึ่งเป็นเครื่องมือ LIDAR (Light Detection and Ranging) แบบ 3 มิติที่สามารถวัดทิศทางและความเร็วลมได้อย่างละเอียดในระดับความสูงต่าง ๆ ของชั้นบรรยากาศ บนเครื่องบิน Gulfstream III (G-III)

ขนาดตัวอักษร

NASA กำลังเดินหน้าโครงการทดสอบ Aerosol Wind Profiler (AWP) ซึ่งเป็นเครื่องมือ LIDAR (Light Detection and Ranging) แบบ 3 มิติที่สามารถวัดทิศทางและความเร็วลมได้อย่างละเอียดในระดับความสูงต่าง ๆ ของชั้นบรรยากาศ บนเครื่องบิน Gulfstream III (G-III) โดยทำการทดสอบมาแล้วมากกว่า 100 ชั่วโมงและฝ่าเข้าไปทดสอบในพายุเฮอริเคนเฮเลน (Helene)

ปัญหาของการพยากรณ์อากาศที่สำคัญคือปริมาณข้อมูลต่าง ๆ ที่ใช้ในการพยากรณ์นั้นไม่เคยเพียงพอ ปัจจุบันข้อมูลลมที่ใช้ในการพยากรณ์มาจากสถานีตรวจวัดบนพื้นผิว บอลลูนตรวจอากาศที่ปล่อยวันละไม่กี่ครั้ง และข้อมูลบางส่วนจากเครื่องบินพาณิชย์ อย่างไรก็ตาม ข้อมูลเหล่านี้ครอบคลุมเพียง 1,300 จุดทั่วโลก และไม่เพียงพอสำหรับการติดตามปรากฏการณ์อากาศที่ซับซ้อน โดยเฉพาะในจุดที่ไม่มีเมฆหรือรูปแบบไอน้ำที่สามารถติดตามได้จากภาพถ่ายดาวเทียม

ภาพถ่ายเส้นทางการบินของเครื่อง Gulfstream III ที่บรรทุก AWP ไปทำการสำรวจ.webp

เพื่อแก้ปัญหานี้ NASA ได้ดำเนินโครงการวัดความเร็วลมด้วยละอองลอย (Aerosol Wind Profiler หรือ AWP) เพื่อเติมเต็มข้อมูลการไหลของอากาศแบบ 3 มิติด้วยเทคโนโลยีไลดาร์ (LIDAR หรือ Light Detection and Ranging) โดยใช้เลเซอร์ยิง 200 ครั้งต่อวินาทีลงสู่ชั้นบรรยากาศ เพื่อให้เลเซอร์สะท้อนกับอนุภาคละอองต่าง ๆ ในอากาศ เช่น ฝุ่น ควัน เกลือทะเล และเมฆ จากนั้นตรวจวัดการเปลี่ยนแปลงของความยาวคลื่นเลเซอร์อันเกิดจากปรากฏการณ์ดอปเปลอร์ (Doppler Effect) เพื่อสร้างกระแสการไหลสามมิติของลม ที่ประกอบด้วยทิศทางและความเร็วในแต่ละระดับความสูง พร้อมครอบคลุมพื้นที่กว้างแบบเรียลไทม์ การทดสอบตัวอุปกรณ์จะมีการติดตั้งบนเครื่องบิน Gulfstream III (G-III) ของ NASA

จุดเด่นของ AWP คือความสามารถในการวัดลมในพื้นที่ที่ระบบดาวเทียมหรือการสังเกตการณ์จากบนพื้นดินทำไม่ได้ เพราะสถานีตรวจวัดอากาศส่วนใหญ่อยู่บนพื้นโลก ทำให้การวัดความเร็วที่ระดับชั้นความสูงเหนือพื้นผิวโดยตรงเป็นไปได้ยาก ต้องอาศัยการตรวจวัดทางอ้อมผ่านการเคลื่อนตัวของก้อนเมฆ

ภาพถ่ายภายในเครื่องบิน Gulfstream III ที่บรรทุกทั้ง AWP และ HALO

นอกจากนี้ ระหว่างการทดสอบ AWP ทีมนักวิจัยยังออกแบบให้ทำงานร่วมกับอุปกรณ์ไลดาร์ที่ติดตั้งบนเครื่องบินระดับสูง (High-Altitude Lidar Observatory หรือ HALO) ซึ่งใช้วัดคุณสมบัติของไอน้ำและละอองในอากาศ ตลอดจนใช้ดรอปซอนด์ (Dropsonde) ของสำนักงานบริหารมหาสมุทรและชั้นบรรยากาศแห่งชาติ (National Oceanic and Atmospheric Administration หรือ NOAA) ที่ถูกปล่อยลงจากเครื่องบินเพื่อเก็บข้อมูลอุณหภูมิและความชื้น ทั้งหมดนี้ช่วยสร้างภาพรวมที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นของบรรยากาศและเพิ่มความแม่นยำในการพยากรณ์พายุและสภาพอากาศรุนแรง ซึ่งได้บินทดสอบมาแล้วมากกว่า 100 ชั่วโมงบินและยังมีการนำเครื่องไปทดสอบในพายุเฮอริเคนเฮเลนที่รุนแรงอีกด้วย

ผลลัพธ์จากการทดสอบพิสูจน์ว่าอุปกรณ์ AWP สามารถใช้งานได้จริงและเติมเต็มข้อมูลการไหลของกระแสอากาศแบบสามมิติตามชั้นบรรยากาศต่าง ๆ ได้ และยังมีศักยภาพที่จะถูกพัฒนาต่อเป็นเครื่องมือที่ติดตั้งบนดาวเทียมเพื่อให้สามารถเก็บข้อมูลลมระดับโลกได้อย่างครอบคลุม ซึ่งถือเป็นก้าวสำคัญในการปรับปรุงแบบจำลองพยากรณ์อากาศ โดยเฉพาะในพื้นที่ที่เสี่ยงต่อภัยพิบัติและพายุ

awp-data-graphic-2-oct-15-2024

หลังเสร็จสิ้นภารกิจกับ NOAA ทีมงานยังส่ง AWP และ HALO ไปร่วมการทดลองอื่น เช่น การทดลองวัดบรรยากาศอย่างละเอียดด้วยเซนเซอร์ไมโครเวฟ บริเวณชายฝั่งตะวันตกและใจกลางประเทศ (Westcoast & Heartland Hyperspectral Microwave Sensor Intensive Experiment) และการทดลองวัดโครงสร้างชั้นบรรยากาศด้วยเครื่องมือยิงสัญญาณและรับสัญญาณ (Active Passive Profiling Experiment) เพื่อศึกษากระบวนการในชั้นบรรยากาศใกล้พื้นดิน (Planetary Boundary Layer) ซึ่งเป็นตัวแปรสำคัญที่กำหนดสภาพอากาศที่เราสัมผัสได้ในแต่ละวัน

หากเราสามารถติดตามกระแสการไหลของอากาศแบบสามมิติได้ มันจะส่งผลให้เราจะสามารถทำแบบจำลองการพยากรณ์อากาศที่ดีขึ้น ซึ่งจะช่วยให้มนุษยชาติสามารถรับมือกับการเปลี่ยนของภูมิอากาศจากสภาวะโลกร้อนได้ดีมากยิ่งขึ้นอีกด้วย

เรียบเรียงโดย จิรสิน อัศวกุล
พิสูจน์อักษร ศุภกิจ พัฒนพิฑูรย์


อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS  

ที่มาข้อมูล : NASA

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech
 

เขียนโดย

🌎 "รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก" ไปกับ Thai PBS Sci & Tech • วิทยาศาสตร์ • เทคโนโลยี นวัตกรรม • ดาราศาสตร์ • Media Literacy • Cyber Security • Tips & Tricks • Trends

บทความที่เกี่ยวข้อง

ไขปริศนา? “เกาะวงกลมลึกลับ” ด้วยเทคโนโลยี LiDARเทคโนโลยี

ไขปริศนา? “เกาะวงกลมลึกลับ” ด้วยเทคโนโลยี LiDAR

ภาพลวดลายวงกลมปริศนาที่มีสีสันแปลกตาที่คุณกำลังเห็นอยู่นี้ ไม่ใช่ภาพวาดศิลปะหรือภาพถ่ายจากดาวเทียมทั่วไป แต่เป็น "แผนที่ความสูงจากจุดข้อมูล (Point Cloud)"

09 มิ.ย. 69|09 มิ.ย. 69
อ่านต่อ →
อุตสาหกรรม AI คือกำลังสำคัญ! ช่วยดันเศรษฐกิจโลกโต 3%AI

อุตสาหกรรม AI คือกำลังสำคัญ! ช่วยดันเศรษฐกิจโลกโต 3%

วันนี้ (12 ต.ค. 69) หนึ่งในประเด็นที่ถูกพูดถึงในวันแรกของงาน World Bank Flagship “Small AI: More and Better Jobs” ระหว่างการประชุมประจำปี IMF และ World Bank Group 2026 ณ กรุงเทพมหานคร

12 ต.ค. 69|6 ชั่วโมงที่แล้ว
อ่านต่อ →
พีก ธ.ค. นี้! ปรากฏการณ์เอลนีโญมีแนวโน้มรุนแรงขึ้น และจะอยู่จนถึง ก.พ. ปีหน้าสิ่งแวดล้อม

พีก ธ.ค. นี้! ปรากฏการณ์เอลนีโญมีแนวโน้มรุนแรงขึ้น และจะอยู่จนถึง ก.พ. ปีหน้า

องค์การอุตุนิยมวิทยาโลก (WMO) กล่าวในรายงานสภาพอากาศรายเดือนว่า ปรากฏการณ์เอลนีโญในปีนี้จะทวีความรุนแรงขึ้นก่อนจะถึงจุดสูงสุดในเดือนธันวาคม และมีความแน่นอนเกือบ 100% ว่าจะอยู่จนถึงเดือนกุมภาพันธ์ปีหน้า

12 ต.ค. 69|8 ชั่วโมงที่แล้ว
อ่านต่อ →
หมอตัวจิ๋วในร่างกาย ส่องการพัฒนาหุ่นยนต์จิ๋ว สู่การรักษาโรคร้ายในอนาคตเทคโนโลยี

หมอตัวจิ๋วในร่างกาย ส่องการพัฒนาหุ่นยนต์จิ๋ว สู่การรักษาโรคร้ายในอนาคต

12 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
กรองอากาศด้วยแสง! แผ่นกรองซักได้ ดักอนุภาค 0.3 ไมครอน ช่วยลดขยะจากไส้กรองอากาศวิทยาศาสตร์

กรองอากาศด้วยแสง! แผ่นกรองซักได้ ดักอนุภาค 0.3 ไมครอน ช่วยลดขยะจากไส้กรองอากาศ

12 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
How to ควรทำอย่างไร? เมื่อมือถือเปียกน้ำ-โทรศัพท์ตกน้ำเทคโนโลยี

How to ควรทำอย่างไร? เมื่อมือถือเปียกน้ำ-โทรศัพท์ตกน้ำ

07 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
ใช้สัมผัสแทนสายตา! โดรนลงจอดด้วยการเกาะ แทนการใช้กล้อง ช่วยให้จอดได้แม่นยำในที่มืดเทคโนโลยี

ใช้สัมผัสแทนสายตา! โดรนลงจอดด้วยการเกาะ แทนการใช้กล้อง ช่วยให้จอดได้แม่นยำในที่มืด

07 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
เสื้อสะท้อนแดด! ผ้าพิมพ์ 3 มิติ ลดอุณหภูมิ 3-6°C พร้อมสร้างไฟฟ้าจากการเคลื่อนไหวเทคโนโลยี

เสื้อสะท้อนแดด! ผ้าพิมพ์ 3 มิติ ลดอุณหภูมิ 3-6°C พร้อมสร้างไฟฟ้าจากการเคลื่อนไหว

07 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
สงครามสายลับกับปริศนาการหายไปของชิ้นส่วนเครื่องบินรบ F-35 ในดินแดนของจีนเทคโนโลยี

สงครามสายลับกับปริศนาการหายไปของชิ้นส่วนเครื่องบินรบ F-35 ในดินแดนของจีน

01 ต.ค. 69
อ่านต่อ →
ทำไมในยุคที่มีเทคโนโลยีมากมาย แต่เรายังคงแจ้งเตือนน้ำท่วมไม่ทันอยู่ดีเทคโนโลยี

ทำไมในยุคที่มีเทคโนโลยีมากมาย แต่เรายังคงแจ้งเตือนน้ำท่วมไม่ทันอยู่ดี

30 ก.ย. 69
อ่านต่อ →
บูรณาการเตือนภัย! 4 Big Tech ภาครัฐ ผนึก “ดวงตาจากอวกาศ” สู้วิกฤตโลกรวนเทคโนโลยี

บูรณาการเตือนภัย! 4 Big Tech ภาครัฐ ผนึก “ดวงตาจากอวกาศ” สู้วิกฤตโลกรวน

15 ก.ย. 69
อ่านต่อ →