2021年3月17日，新南威尔士州东部的天空上演了一场壮观的表演. 雷声隆隆，如同西线战场, 壮观的紫色闪电照亮了被无情的雨云笼罩在黑暗中的大地.
接下来的一个星期，大雨倾盆，整个州都湿透了. 新南威尔士州中北部海岸受灾尤为严重 气象局注意到 许多地区在短短四天内经历了超过600毫米的降雨- Comboyne村尤其值得注意, 在3月19日至22日期间受到了853毫米的猛烈袭击.
从这个角度来看， 波恩的年平均降雨量 是1573毫米, 这意味着这四天的降雨量超过了半年的降雨量.
结果是洪水泛滥，当时的总理形容这是“百年一遇的事件”。, 看到城镇被疏散, 道路和机场关闭, 和 塔利附近的一座房子几乎被冲走了 在曼宁河不断上涨的水位上.
与此同时, 开销, 在冰冷寂静的太空中, 重力恢复和气候实验后续任务(GRACE-FO)一直在观望.
深不可测的准确性和惊人的速度
而不是一个单独的宇宙飞船, GRACE-FO(美国国家航空航天局和德国地球科学研究中心的联合任务)由一对几乎相同的卫星组成, 绕地球运行，通过微波测距仪器和激光不断地相互通信, 它们之间的平均距离约为220公里.
这一点很重要, 然而, 这个平均距离——“大约220公里”——是为了帮助人类理解. 卫星本身可以 测量它们的变化间隙到一微米以内这一距离被NASA描述为“大约一个血细胞的直径”。.
当你得知GRACE-FO以超过27英里的速度飞行时，这种精确度只会让你更加惊讶,每小时000公里.
试着正确看待这一切, 这有点类似于测量从大学礼堂门厅的一根木材纤维到退伍军人协会飞镖靶上靶心的精确中心的距离 & 公民俱乐部(Citizens Club)——这种精确度需要显微镜才能达到——同时以比音速快22倍的速度行进.
在这个世界上独一无二的工程地下490公里处, 在卡拉汉校区工程区一间安静的办公室里, 韩信灿教授 仔细研究从GRACE-FO发回的数据.
重要的是你脚下的东西，而不是落在你头上的东西
原GRACE任务的长期成员-目前任务中的FO后缀有效地表明它是2017年退役的一对卫星的续作-韩教授是世界上最重要的专家之一，他研究了航天器上的仪器如此精确的原因以及两者之间最微小的距离偏差意味着什么.
记得高中数学的人可能还记得地球上的重力大约是9.807米每秒的平方，但是这是 平均 价值.
“地球表面的重力实际上是根据存在的质量而变化的,韩教授解释道.
“卫星的微波和激光测量它们之间的距离受到重力的影响, 哪个是质量的表示.”
NASA用卫星飞越山脉的例子来解释这些变化:
“当第一颗卫星接近高质量区域时, 比如山脉, 较高的引力将卫星拖到后面的卫星前面稍远一点. 过了一会儿, 下面的卫星依次向前拉, 缩短他们之间的距离. 当第一颗卫星经过山脉时, 它们的高质量从后面拖着它, 再次缩小了两颗卫星之间的差距.”
但是考虑到前面提到的船上仪器的精度, 质量的动态变化更大, 因此重力, 可以测量.
比如水.
“皇冠足彩新版-苹果下载app-appleapppstore看了这些数据，就可以推断出地球表面有多少水在流动,韩教授解释道.
这就是从聚集的风暴云层上方数百公里处发回的数据变得如此关键的地方.
因为五金店售价9美元的水表可以收集到降雨量的准确数据, 但这只是洪水问题的一部分.
可以说更关键的是已经存在的水 in 地面.
60万亿升水，两次!
虽然它不那么壮观也不那么突然, 2020年2月在澳大利亚东海岸也是一个潮湿的月份, 降雨量与2021年3月相似.
但在2020年的头几个月没有发生大规模洪水事件.
至于为什么2021年给了皇冠足彩新版-苹果下载app-appleapppstore类似于罗兰·艾默里奇电影的条件，而前一年则更多 在雨中歌唱, 这是由于皇冠足彩新版-苹果下载app-appleapppstore脚下有大量的水, 而不是砸在皇冠足彩新版-苹果下载app-appleapppstore头上.
很少有人会忘记2019-20年澳大利亚的森林大火季节, 皇冠足彩新版-苹果下载app-appleapppstore的天空染上了黄色, 火山灰冲刷着皇冠足彩新版-苹果下载app-appleapppstore的海岸线，空气质量下降到危险水平, 全国超过1700万公顷的土地被烧毁, 摧毁了成千上万的家园 杀死或取代超过30亿只动物.
二月的降雨显然是一种受欢迎的喘息，有助于平息肆虐的地狱, 但它们也起到补充土壤水分储存的作用, 到2019- 2020年夏季已降至创纪录的最低水平.
幸运的是，2020年2月雨水充足，约60万亿升水为干燥的土壤提供了补给, 将它们恢复到自2017年以来从未有过的水平.
在2020年潮湿的几个月里，这些土壤湿度水平略有上升, 在2020- 2021年夏季下降之前——尽管后者的下降远未达到前一个夏天的创纪录低点.
所有这些都意味着，到2021年3月的降雨到来时, 在那特别忙碌的一周内，估计增加了60-70万亿升的储水量, 土壤湿度相对较高.
So, 而不是像2020年那样在干旱的土地上找到一个家, 2021年的降雨产生了更多的径流.
“与2020年相比，这可能是2021年洪水泛滥的原因,韩教授总结道 他和他的同事共同撰写的一篇论文 地球与空间科学.
“类似降雨的这两种截然不同的结果是证明先前土壤湿度条件如何控制径流和洪水的极好例子……这对于实施洪水预报和预警实践非常重要。.”
将来使用GRACE-FO的更好方法?
你们现在肯定已经知道了，韩教授正在从 GRACE-FO任务 跟踪地球上的水运动，以监测地下水储存的变化, 大的湖泊和河流中的水量, 土壤水分, 冰原和冰川, 海平面上升是由于海水的增加引起的.”
在整个地球上追踪水的运动是一项极其广泛的任务, 这意味着即使科学, 使用的数学和技术是行业领先的, 也有缺点.
例如，NASA发布的官方数据是每月的“快照”，.
“格陵兰岛和南极洲冰质量损失的变化是一个缓慢的过程, 因此可以使用月度数据进行适当的映射,韩教授说.
“然而，像洪水这样的过程不能使用月度流程来绘制.”
使用月度数据的弊端在2021年3月得到了充分体现, 当时美国宇航局的数据显示，该月的降雨量与2020年2月相似. 虽然这是真的，但a 单周 21年3月的大部分降水都下降了, 这幅画描绘了一幅截然不同的画面——同样的降雨分布在四周内，可能不会让一所房子变成河上的驳船.
因此，韩教授和他的同事们开始使用一套不同的数据集来量化水的储存——这一数据集使用了双卫星上搭载的极其精确的仪器来测量它们之间距离的最微小变化.
大多数其他团队都在看NASA的官方月度快照. 但皇冠足彩新版-苹果下载app-appleapppstore正在直接研究卫星间的扰动，”韩教授解释说.
“所以不同的日子有不同的扰动，皇冠足彩新版-苹果下载app-appleapppstore正在测量一个月内卫星对卫星运动的变化, 使皇冠足彩新版-苹果下载app-appleapppstore能够从卫星摄动的原始数据中量化变化.
“这是皇冠足彩新版-苹果下载app-appleapppstore可以在不到一个月的时间框架内跟踪洪水等过程的一种方法.”
使用这种方法——该团队也用这种方法精确测量了孟加拉国2020年的季风季节, 将他们的研究结果发表在权威杂志上 美国国家科学院院刊 -潜伏期只有一到三天, 而不是NASA发布官方快照需要几个月的时间.
该团队认为，这种方法可以用于地球上的其他应用, 提供准确和最新的水储存水平图片.
希望是在未来的几年里, 这种方法将会得到磨练和广泛采用, 从而更快更准确地预测世界各地的洪水.
与此同时，与 La Niña由气象局公布, 导致“夏季澳大利亚北部和东部大部分地区的降雨量高于平均水平”的预测, 值得记住的是，在大雨过后很长一段时间里，未来几个月的潮湿天气可能会继续产生影响.