Påverkan av flygplan och Aeolus-data i ECMWF-prognoser före och efter den covid-19-relaterade minskningen av flygtrafiken. Forecast Sensitivity to Observation Influence (FSOI) mäter hur olika observationssystem påverkar ECMWF:s numeriska väderprognoskvalitet. Figuren visar den totala effekten [Mega J/kg] av flygplansdata och Aeolus-data för två veckor före och efter minskningen av flygplansdata på grund av covid-19. Effekten av Aeolus har ökat med 23%. Kredit:ECMWF
Vi är alltför medvetna om att covid-19 är ett allvarligt hot mot hälsan, sätter ett enormt tryck på sjukvårdssystemen och det kan låta den globala ekonomin kämpa i många år framöver. Med lockdown-åtgärder i kraft över hela världen, pandemin påverkar också aspekter av vardagen som kanske inte är så uppenbara. Minskningen av kommersiella flygningar, till exempel, har lett till färre mätningar för väderprognoser, men lyckligtvis ESA:s Aeolus-satellituppdrag hjälper till att fylla luckan.
Covid-19-pandemin påverkar otaliga industrier över hela världen. Resebranschen är en av de hårdast drabbade med en aldrig tidigare skådad nedgång i flygtrafiken. Under normala omständigheter, kommersiella flygplan utrustade med sensorer levererar mätningar av temperatur, vindhastighet och vindriktning i atmosfären under 13 km. Utan dessa mätningar, väderprognoserna vi tar för givet varje dag skulle vara mycket mindre exakta.
Florian Pappenberger från European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) i Storbritannien, sa, "Mätningar från flygplan över hela Europa har sjunkit med 90%. Vi kan fortfarande förutse vädret på ett tillförlitligt sätt flera dagar framåt, men på grund av covid-19 kan vi tillfälligt ha förlorat så mycket skicklighet som vi fått under flera år av vetenskaplig utveckling."
Vädret är en produkt av kaotiska processer och även mycket små förändringar i atmosfären kan på sikt leda till helt andra väderförhållanden. Det är därför det är viktigt att ha bästa möjliga förståelse för atmosfärens nuvarande tillstånd innan man börjar räkna ut hur vädret kommer att bli dagar och veckor framåt.
Dataräkningarna för flygplansväderdata som tagits emot av ECMWF från 3 mars till 14 april 2020. Den dramatiska minskningen relaterar till minskad flygtrafik på grund av covid-19. Kredit:ECMWF
ESA:s Aeolus-uppdrag byggdes för att visa hur ny rymdburen teknologi kunde profilera jordens vindar för att förstå hur vind, tryck, temperatur och luftfuktighet är sammanlänkade - bidrar till klimatforskning och prognoser för vädret.
Det fungerar genom att avge kort, kraftfulla pulser av ultraviolett ljus från en laser och mäter Doppler-förskjutningen från den mycket lilla mängd ljus som sprids tillbaka till instrumentet från dessa molekyler och partiklar för att leverera vertikala profiler som visar den horisontella hastigheten för världens vindar i de lägsta 30 km av atmosfären.
Aeolus har inte bara visat sig framgångsrik som teknikdemonstrator och av värde för vetenskapen, men har överträffat förväntningarna - och nu använder meteorologer redan sin data operativt för att förbättra väderprognoser.
Lars Isaksen från ECMWF, sa, "Satellitdata ger mycket information om temperatur- och luftfuktighetsfält, men mindre på vindfält. I januari 2020, ECMWF började använda vindinformation från Aeolus-satelliten och vi kan nu använda dessa data för att delvis fylla luckan som orsakas av att ha färre mätningar från flygplan."
ESA:s Jonas von Bismarck tillade, "Tekniken som Aeolus bär är exceptionell och bevisar verkligen sitt värde. Vi var alla glada när ECMWF började använda sina data för väderprognoser men vi förväntade oss aldrig en situation som orsakats av covid-19 – och vi ser nu att uppdraget spelas en viktig roll under denna fruktansvärda kris."
Dr Isaksen tillade, "Medan Aeolus verkligen hjälper till att fylla tomrummet, Vi släpper också ut fler radiosonder för att upprätthålla tillförlitligheten i väderprognoserna under krisen. "
ECMWF:s arbete med detta ämne bygger på bidrag från flera expertcenter i det ESA-finansierade Data Innovation and Science Cluster (Aeolus DISC), inklusive German Aerospace Center (DLR), ECMWF, Royal Netherlands Meteorological Institute (KNMI) och Météo-Frankrike.