NOAA 寻求对新卫星传感器和数字双胞胎的投入

旧金山——美国国家海洋和大气管理局下周将与潜在的政府、学术和行业合作伙伴举行一系列会议,讨论该机构评估新兴卫星和地面架构技术的计划。

NOAA 发布 三份广泛的机构公告 4 月 29 日。其中两个 BAA 专注于卫星传感器:一个用于测量三维大气风,另一个用于高光谱微波遥感观测。 此外,NOAA 正在寻找有关使用人工智能进行地球观测的数字孪生系统的信息。

“最终目标是提高 NOAA 的预测技能,”NOAA 卫星和信息服务首席科学家 Sid Boukabara Office 系统架构和高级规划的负责人告诉 SpaceNews。 “这些技术有可能使我们在向客户提供优质数据的能力方面取得飞跃。”

收集电磁频谱微波部分的数据是准确天气预报的关键要素。 NOAA 目前依靠诺斯罗普·格鲁曼公司先进技术微波探测仪,该探测仪在 22 个通道中收集数据,在极地轨道气象卫星上飞行。

未来的微波探测仪可以“以更高的光谱分辨率进行采样,并且可能有数百个通道,”布卡巴拉说。 “通过拥有更多的通道,我们将能够更好地测量大气中的温度和湿度。”

从太空测量大气风的垂直分布是 NOAA 的另一个目标。 目前,气象学家通过观察大气中水分的运动来确定风向和强度。

“我们在这里寻求的是通过评估技术来补充这一点,这些技术将为我们提供大气中风的整个垂直剖面,”布卡巴拉说。 “理想情况下,我们希望看到不同技术之间的比较,以便我们了解每种技术的优缺点,并了解它们对 NOAA 任务的影响。”

一种可能的技术解决方案是多普勒测风激光雷达,例如欧洲航天局于 2018 年在 Aeolus 上发射的激光雷达。

为了更新地面架构,NOAA 官员渴望探索数字孪生技术的潜力。

“数字孪生已应用于其他领域,”布卡巴拉说。 “我们正在尝试做的是利用这一点将其应用于地球科学。”

NOAA 目前的地面系统架构从 NOAA 及其全球合作伙伴运营的卫星传感器获取数据。 每个传感器都会产生与世界不同地区和一天中不同时间相关的各种数据产品。

“我们要做的基本上是融合所有数据,并将其放入地球环境的数字复制品中,从海洋到大气再到冰冻圈,再到太空天气,”布卡巴拉说。

通过一个通用的用户界面,NOAA 可以建立一个一站式商店,数据客户可以在其中选择他们感兴趣的数据类型、地区和一天中的时间。

由于气象卫星和传感器的激增,NOAA 开始评估融合数据的工具非常重要。

NOAA 的国家气象局已经从数十颗卫星收集数据。 随着该机构转向依赖低地球轨道上的小型卫星和更多商业数据源,预计天气数据量将激增。

“这是一个很好的问题,因为这意味着我们有更多的数据,”布卡巴拉说。

虽然 NOAA 急于评估新技术,但现在说该机构何时或是否会采购其中任何一项还为时过早。

“目标是收集数据并从中学习,”布卡巴拉说。 “这项技术的效果怎样? 数据质量怎样? 对 NOAA 系统有什么影响?”

只有在回答了这些问题之后,NOAA 官员才会确定这些先进技术怎样适应未来的架构。