När gigantiska vita virvlar av moln täcker väderkartan med en vinterstormvarning, en fråga skymtar i medvetandet hos människor på dess väg:Hur mycket snö kommer det att ge? Med snö som hotar tillträde till vägar, arbete, och skolan, snöfall är ett av de mest följdriktiga vinterväderfenomenen på den amerikanska östkusten. Det är också en av de svåraste att förutse.

Denna månad skickar NASA ett team av forskare, en mängd markinstrument, och två forskningsflygplan för att studera snöstormars inre funktion. Undersökningen av mikrofysisk nederbörd för snöstormar som hotar Atlantkusten, eller PÅVERKAN, har sin första utplacering i en flerårig fältkampanj från 17 januari till 1 mars. Det kommer att vara den första heltäckande studien av snöstormar på östkusten på 30 år.

"Vissa platser har två fot snö, och andra närliggande platser som har en tum – det är ett stort prognosproblem. Vi försöker ta reda på vad som händer och hur vi ska representera det bättre i våra vädermodeller, " sa atmosfärsforskaren och IMPACTS-huvudutredaren Lynn McMurdie vid University of Washington i Seattle.

Områden som får mycket snö tenderar att vara under smala områden inom molnen som kallas snöband som producerar intensiva snöfall. Andra molnområden snöar inte lika hårt. Medan forskare vet att dessa snöband förekommer, de vet inte varför de bildas eller vilka processer som styr hur de utvecklas under stormens livstid, sa McMurdie.

För att förstå snöband, IMPACTS vetenskapsteam kommer att flyga genom dem i NASA:s P-3 Orion forskningsflygplan, baserad från NASA:s Wallops Flight Facility i Virginia. P-3 är utrustad med molnsonder monterade under vingarna som mäter storleken och formen på snöflingor, samt temperaturen, vattenånga, och andra mått på miljön där de bildas. Dessa egenskaper, gemensamt kallad mikrofysik, är det som styr de små interaktionerna mellan vattendroppar och iskristaller när de kolliderar, smälta eller frysa, och så småningom falla som regn eller snö.

Dessutom, P-3 kommer att tappa sensorer som kallas dropsondes under flygningar över havet, som mäter temperaturen, luftfuktighet och vindhastighet i atmosfären mellan snömolnet och vattnet när de faller. Samtidigt på land, mobila besättningar kommer att skicka upp väderballonger för att mäta samma saker från marken och upp genom molnen.

Markinstrument och radarer baserade vid Stony Brook University i New York och på mobila enheter på Long Island kommer att mäta snöfall och dess egenskaper när det faller från molnen, samt mäta hur mycket som ackumuleras.

Ett andra flygplan, NASA:s ER-2, baserad från Hunter Army Airfield i Savannah, Georgien, kommer att flyga vid 65, 000 fot för att mäta snömolnen ovanifrån.

"IMPACTS kommer att flyga sex fjärravkänningsinstrument på ER-2, effektivt göra flygplanet till en minisatellit, " sa IMPACTS' biträdande huvudutredare Scott Braun vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland.

Radarer ombord på det högtflygande planet kommer att mäta fördelningen av regndroppar, snöflingor, och ispartiklar vertikalt i molnet, samt hur de rör sig. Ett instrument som upptäcker de naturliga mikrovågorna som avges av vätska och ispartiklar kommer att skanna över molnets bredd, ger en bredare bild av snöstormen. För tunna moln, ett lidarinstrument, som använder laserljus för att upptäcka nederbördspartiklar, kommer att möjliggöra mätningar av en mängd olika molntyper.

"All denna information är viktig och kompletterande, " sa IMPACTS' biträdande huvudutredare John Yorks vid NASA Goddard. "Data som samlas in direkt i molnet av P-3 kommer att informera om hur vi tolkar fjärranalysdata från ER-2 och hjälpa oss att förstå strukturen och utvecklingen av snöband."

"Jag hoppas kunna prova massor av stormar, "McMurdie sa, tillägger att de vill fånga en mängd olika snöstormar också. "Ibland bildas dessa stormar men de kan vara något varma och kan faktiskt regna på ytan, men snöprocesserna sker ovan jord. Vi kommer att prova dem också."

Variationen bör ge forskargruppen olika exempel att använda för att pussla ihop hur snön fördelar sig i stormar och sedan så småningom översätta den nya kunskapen till datormodeller som simulerar hur de beter sig, med målet att förbättra snöprognoserna i framtiden.