科学激励

《星际迷航》中的一句名言抓住了科学探索的乐趣,“大胆地去没有人去过的地方。”普兰计划的科学在于做一些以前从vwin娱乐优惠未做过的事情,理解以前从未被理解过的事情。只有少数人到过太空的边缘。我们将探索太空的边缘而不需要在滑翔机干净的纯机翼上安装污染引擎。我们才刚刚开始清楚地了解那里发生的影响全球气候的事情。不久的将来,飞机将在这样的高度飞行,我们将是绘制穿越巨大山波路径的先驱,这些山波可以引发空气中最强烈的湍流。普兰号将大胆地探索以前很少有人涉足的领域。

大气研究

平流层中基于航空的增强数据集的存在,将有助于促进对若干现象的科学理解,这些现象对飞机在15至30公里MSL之间飞行时的性能和安全产生影响。实验用的碳纤维部分加压普兰滑翔机将在普兰2号任务飞行期间在这个高度飞行。这些海拔高度高于典型的操作无线电探空数据集,通常也很少有实验数据。在中纬度大气的这一部分,用数值模式模拟了三组现象,但很少有实验数据来验证这些模拟。vwin娱乐优惠普兰计划代表了模型-观察-理论之间的平衡努力。

山波打破

研究的重点是两个复杂地形障碍的数据采集,其中一个重要问题涉及垂直传播的山/重力波的结构和强度以及它们的放大/破碎特性。虽然山脉无疑地明显地“发射”了这些波浪,但一个可行的问题仍然存在,即更大规模的喷射/前缘系统是如何被地形扰动的,并随后创造一个有利的环境,使波浪在远高于复杂地形的地方破碎。

对航空电子系统的影响

普兰计划的目标之一是了解平流层山脉波和vwin娱乐优惠极地涡旋之间的相互作用,以及它们对大气能量平衡的影响。虽然山脉无疑地明显地“发射”了这些波浪,但一个可行的问题仍然存在,即更大规模的喷射/前缘系统是如何被地形扰动的,并随后创造一个有利的环境,使波浪在远高于复杂地形的地方破碎。

副热带对流层顶/急流/锋面结构

研究还将使我们更好地了解亚热带对流层顶的基本结构,以及它的折叠和质量输运。臭氧和其他组分/气溶胶在平流层的运输对航空很重要,因为这些组分可能损坏或不利地影响发动机的性能。

对云形成过程的影响

研究还将有助于确定非常高水平的气溶胶核冰云如何以及在什么环流环境下在平流层的高层形成和繁荣。什么垂直锋面特征可以在这些水平上为独特的微物理过程创造冷/湿层?这需要更多地了解平流层上层的动力学和微物理过程。

我们如何达到这样的高度

让滑翔机在没有引擎的情况下飞到90000英尺——这是不可能的!是的,这是可能的。2006年8月30日,史蒂夫·福塞特和埃纳尔·埃勒沃德森驾驶普兰1号滑翔机在“平流层山波”的作用下飞到了50722英尺。当风速至少为15节的风垂直穿过山脉且大气“稳定”时,山脉的背风面就会形成波浪。滑翔机利用这个波浪系统的向上运动部分来攀爬。

普兰任务与在山波上滑翔不同的是,我们还需要一个关键的额外因素,才能让我们飞到平流层:极地漩涡.山脉的最高高度通常在对流层和平流层的交界处。这是因为山波中的冷空气在边界处遇到了暖空气而不能进一步上升。极地涡旋的风速可以达到260节以上,这使得山波向上传播到平流层。这些被称为“平流层山波”。普兰2号将利用这些波飞向太空边缘。

天气研究预报系统(WRF)跑步现在是直播。

气候变化的影响

研究主题1:应对气候变化

为了以一种有所作为的方式应对气候变化,我们需要能够预测如果我们什么都不做,气候将如何继续变化,以及如果我们实际采取行动,它将如何变化。要做到这一点,我们需要好的气候计算机模型。但我们目前的气候模型非常粗糙。其中一个非常粗略的地方是,我们的模型假设对流层(大气的最低层,我们呼吸的空气)和平流层(它上面的一层)之间几乎没有相互作用。但我们知道这是错误的,它们确实相互作用。它们交换热量、气团和化学物质。但我们不知道他们是怎么做到的,或者做了多少。如果不知道这一点,我们的模型肯定是错误的,因此,我们的气候变化行动也可能是错误的。

通过空中客车“普兰任务II”,我们将飞越对流层,进入平流层,进行实验,收集关于两者之间的热量、质量和化学交换的数据。我们将把这些数据提供给全世界的大气科学家,他们可以利用这些数据改进我们的气候模型。改进后的气候模型将告诉我们:

  • (a)即使人类根本没有导致气候变化,地球会升温多少,气候会变化多少
  • 如果我们继续使用汽油、煤油和其他化石燃料而不做出任何改变,地球将升温多少,气候将发生多大变化
  • 如果我们能改用所有的清洁燃料,比如太阳能、风能和水电,我们能在多大程度上减缓地球变暖,减少气候变化
  • 我们能减缓甚至阻止极地冰盖的融化吗?

如果没有改进的气候模型,我们将猜测我们需要做什么,并冒着我们做得不够或做错事情的风险。

研究主题#2:对抗臭氧损耗

平流层中的臭氧过滤紫外线,保护我们免受其有害影响,包括皮肤过早老化、皮肤癌和白内障。臭氧最集中在8万至10万英尺的高度,正是我们将要飞行的地方。在臭氧被消耗的地方,我们可以看到其影响。包括澳大利亚在内的南极地区上空出现了一个巨大的臭氧空洞。因此,澳大利亚人的皮肤癌发病率居世界首位。每年大约有1200名澳大利亚人死于这种几乎完全可以预防的疾病。但是,在较小程度上,世界各地的臭氧正在枯竭,我们看到了北美和欧洲的影响。

人类的工业活动是平流层臭氧损耗的绝大部分原因。为此,各国同意采取行动减少我们对臭氧的影响,特别是1987年的《蒙特利尔议定书》。除其他外,某些已知会导致臭氧损耗的化学物质,如当时用于气溶胶的氟氯化碳,已被禁止。因此,目前的研究表明,我们可能已经成功地阻止并可能逆转臭氧损耗。

但为了确定,我们需要测量在那些高海拔地区的平流层中实际有多少氯基化学物质和臭氧。通过飞入平流层,我们可以直接获取空气样本来找出答案。这将告诉我们我们还需要做多少事情,以及臭氧是否真的在恢复。