Les tempêtes de neige peuvent faire des ravages aux États-Unis, mais surtout sur la côte Est. La neige est la forme de précipitation la moins connue, avec des tempêtes de neige majeures parmi les événements météorologiques les plus difficiles à prévoir. Pourtant, les gens se fient à ces prévisions pour rester en sécurité, planifier les itinéraires de voyage et décider de fermer les écoles ou les entreprises.

Pour mieux comprendre les grands, tempêtes de neige perturbatrices, un scientifique de l'atmosphère de l'Université de Washington dirigera une campagne de terrain de la NASA cet hiver pour survoler les principales tempêtes de neige le long de la côte est. L'équipe multi-institutionnelle observera la neige au fur et à mesure qu'elle se forme dans les nuages ​​pour aider à la surveillance par satellite des chutes de neige et, en fin de compte, améliorer les prévisions.

"Dans une grosse tempête de neige, la neige n'est pas uniformément répartie. Certains endroits sont vraiment martelés, mais d'autres, même à proximité, n'obtenez pas autant. Nous voulons comprendre les processus derrière cela, " a déclaré la chercheuse principale Lynn McMurdie, un professeur agrégé de recherche de l'UW en sciences de l'atmosphère.

L'enquête de la NASA sur la microphysique et les précipitations pour les tempêtes menaçant la côte atlantique, ou campagne IMPACTS, sera basé à Wallops Flight Facility de la NASA sur la côte de Virginie. La campagne de six semaines se déroule du 15 janvier à fin février 2020, avec des campagnes supplémentaires dans la même région aux hivers 2021 et 2022.

"Les nuages ​​d'hiver contiennent des régions qui génèrent plus de neige, appelés bandes de neige, " a déclaré McMurdie. "Nous espérons comprendre pourquoi ces bandes de neige se forment, et comment ils évoluent avec la tempête qui se développe. Si nous pouvons comprendre les processus dans les nuages, nous pouvons mieux prédire comment ils nous distribuent les chutes de neige au sol."

IMPACTS est la première campagne de terrain à étudier les tempêtes de neige sur la côte Est depuis 30 ans, et l'étude la plus complète des tempêtes de neige du Nord-Est à ce jour.

McMurdie a dirigé une précédente campagne de terrain de la NASA en 2015 qui a mesuré la pluie et la neige sur la péninsule olympique de l'État de Washington. Cet effort s'est concentré principalement sur la pluie sur un terrain montagneux; celui-ci se concentrera sur la neige, et sur un terrain relativement plat. Sur la côte Est, la combinaison de l'air froid du Canada et de l'humidité de l'océan Atlantique peut produire d'importantes tempêtes de neige qui s'étendent de la Géorgie au Maine.

« En trois ans, nous avons besoin d'au moins six bonnes tempêtes, " a déclaré McMurdie. " Nous attendons beaucoup plus, mais ce ne sont peut-être pas de bonnes tempêtes. Et nous voulons une certaine redondance pour nous assurer que tous les instruments fonctionnent pendant ces événements et pour échantillonner une variété d'intensités de tempête. »

Deux aéronefs recueilleront les observations. L'un est l'ER-2 de haut vol qui vole à 20 kilomètres (12 miles) d'altitude. Un seul pilote spécialisé porte une combinaison spatiale et transporte de l'oxygène, et les larges ailes de l'avion lui permettent de voler dans un air plus fin. Cet avion recueillera des observations à grande échelle au-dessus des nuages.

"Les instruments de l'ER-2 seront les mêmes que ceux des satellites, " a déclaré McMurdie. "Mais l'avion est plus proche de la Terre et nous pouvons lui dire où aller, afin que nous puissions échantillonner des régions encore et encore."

Le deuxième avion est un avion de recherche P-3 qui voyagera à travers les nuages, plus bas que les avions commerciaux, pour un vol plus cahoteux qui offre une vue rapprochée des particules de neige. Les instruments à bord surveilleront exactement les types de neige qui se forment et tombent des nuages. Le P-3 larguera également des ballons au-dessus de l'océan qui transportent une boîte d'instruments pour mesurer la température, l'humidité et les vents.

La neige est un défi à détecter depuis l'espace car les modèles satellitaires supposent que le cristal de neige est une forme géométrique simple, ce qui n'est pas réaliste. La forme de neige la plus connue, flocons de neige, sont particulièrement difficiles à imager depuis l'espace. L'avion inférieur comprend des instruments qui peuvent imager des flocons individuels sous deux angles, pour les capturer de face et de profil.

"La neige peut prendre des centaines de formes différentes, ce qui n'est pas facile à faire mathématiquement, " dit McMurdie. " La géométrie à elle seule suffit à vous donner le vertige. Supposer que votre neige ressemble à des choses rondes n'est pas ce qui se passe dans le ciel."

Le P-3, qui s'est doté en novembre des instruments qu'il emportera durant cette campagne, sera basé en Virginie. L'ER-2 de haut vol sera basé en Géorgie, en dehors des centres de tempête pour faciliter le décollage et l'atterrissage. L'équipe espère observer des tempêtes autour de l'État de New York, y compris Long Island, où les partenaires collectent des observations au sol. Les itinéraires de vol définitifs dépendront des trajectoires des tempêtes que la nature offre.

Dans les jours précédant une tempête prometteuse, les scientifiques de la mission traceront les trajectoires de vol. Selon la distance entre la tempête et Wallops Flight Facility, qui détermine le temps de trajet jusqu'à la tempête, l'avion peut recueillir des observations pendant quatre à six heures. La campagne utilisera également des instruments au sol et des ballons pour aider à compléter le tableau.

Les observations seront utilisées pour étudier l'évolution des tempêtes de neige et améliorer les observations satellitaires des chutes de neige.

"J'adore les tempêtes hivernales, ils m'ont toujours fasciné. C'est donc très excitant de découvrir comment ils fonctionnent, et comment la neige se répartit comme elle le fait, " a déclaré McMurdie.