近幾年，夏季裡的暴雨似乎越來越猛烈頻徵信器材發，大量的降雨會造成山洪暴發、泥石流泛濫，讓城市裡的基礎設施不堪重負。據物理學家組織網近日報道，美國國家氣像局北中部河流預報中心水文學家佩德羅•雷斯特雷波稱，在美國的自然災害中，洪水導致死亡的人數僅次於高溫，賠償金額列居榜首。
工欲善其事，必先利其器。在世界範圍內，一個國家若沒有氣像雷達或雨量記錄儀網絡是相當不利的，因為這意味著其沒有強大的預警系統，而對洪水的准確預測是政府決策者在做防範行動時必不可少的。
追蹤降雨“抓”龍卷風
6月的一個夏日，美國愛荷華和伊利諾伊州西部暴發的一場劇烈風暴催生出巨大雷暴。當時美國國家航空航天局（NASA）的偏振（/極化）降水雷達掃描到了這場風暴席卷該區域的位置。
從5月1日到6月15日，NASA的全球降水測量（GPM）任務與愛荷華州洪水研究中心共同啟動對洪水的研究試驗，簡稱IFloodS。NASA研究站點選擇愛荷華州，一是由於愛荷華州洪水中心構建了監測儀器網絡；二是其在研究和預測洪水方面具有專業水准。
NASA弗吉尼亞州瓦追蹤器勒普斯飛行基地的沃爾特•彼得森介紹說：“這真是令人難以置信，我們‘抓’到了龍卷風的暴發。它正開始起步時，剛好被我們觀察到，大約在30公裡至50公裡遠的距離。”目前兩個NASA的雷衛星追蹤器達駐扎在愛荷華州，作為該州洪水研究領域活動的一部分，也是彼得森帶領的GPM任務的一部分。
偏振雷達在許多超晶胞雷暴中發現了一些與眾不同的“鉤子”特性，其中一場雷暴距離雷達只有40公裡。在烏雲中由雨、冰雹或包裹進入風暴旋轉中心的碎片產生彎曲的“鉤子”，這就是一個經典的潛在龍卷風產生的指標。事實上，龍卷風出現在雷達西北方向的愛荷華州和附近的幾個城鎮。
驗證衛星與地面檢測
彼得森說：“這是一場地面驗證活動，旨在提供地面實況和解釋衛星的測量。我們試圖在這裡要實現的是把從太空中看到的一切及在大氣中所觀察的和地面的相聯系。IFloodS的目標是評估衛星對降雨的估量，然後看看這些估計如何可以幫助預測愛荷華州的河流泛濫。”
許多當前的天氣研究衛星備有從軌道上看到降雨的儀器。2014年，NASA將聯合日本宇宙航空研究和開發機構啟動全球降水測量的核心天文台，以能夠觀察到降水類型的更多細節和更廣範圍。那麼，一台儀器將能從液體雨中更好地區別冰和雪，其星載雷達將生成雲和其內部冰雹的3D圖像。
在IFloods的試驗中，NASA和愛荷華州洪水中心建立了幾百個雨量測量儀、土壤水分傳感器、天氣雷達及其他地面測量儀器，以盡可能准確評估橫跨愛荷華州東部的降雨。當科學家可以把它用在預測洪水時，需要解釋這個大雜燴的衛星數據。然後，將地面測量與在上空掠過的衛星觀測進行比較。
在研究中，地面儀器網絡和NASA先進的天氣雷達，對整個降雨過程進行了非常詳細的觀察，從雲頂部冰粒子融化進雨中到其移動到雲的底部，然後灑在地面上，被降雨測量器采集。通過了解降水過程的細節，研究小組可以精細調整使用的方法，把衛星觀測轉向對降雨的良好測量。
加強自然災難預警系統
一旦科學家擁有了良好的降雨測量儀器，那麼在氣像預報中或其他用途方面便可以廣泛應用。研究人員需要准確和及時地掌握降雨信息，以更好地理解和模擬可能發生的嚴重水災、頻繁山反偷拍體滑坡和破壞性的干旱。
研究人員說，對於洪水而言，大量降雨是其構成的必要成分。IFLoodS研究監視系統中發現，大量降雨的出現會造成河流泛濫，引發洪災。要預測這些破壞性事件，科學家還必須了解的因素包括水流進河流系統是如何經過土壤和地形移動的狀況。這是一個復雜的現像，必須掌握這些條件才能夠作出一個很好的預測。於是，在研究中便把這些條件加載到模擬水運動的計算機模型中，包括是否可能會淹沒到城鎮。
之後的幾個月內，研究人員將會進一步詳細分析所獲得的數據，而國家氣像局的雷斯特雷波期待測試IFloodS洪水預報模型中的數據。顯然，GPM的全球降雨數據將有助於我們在未來更好地准備和應對大範圍的自然災害。
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