Atmosfärsvetenskapliga laboratoriet

Atmospheric Sciences Laboratory (ASL) var en forskningsinstitution under US Army Materiel Command som specialiserade sig på artillerimeteorologi, elektro-optisk klimatologi, atmosfärisk optik och atmosfärisk karakterisering från 1965 till 1992. ASL var ett av de sju arméns laboratorier som slogs samman att bilda US Army Research Laboratory (ARL) 1992.

Platser

Huvudkontoret för Atmospheric Sciences Laboratory och en stor del av dess forskningsanläggningar var belägna i White Sands Missile Range, New Mexico . Flera av dess forskningsanläggningar var också belägna i Fort Monmouth, New Jersey . ASL meteorologiska team var placerade i hela Nordamerika på följande platser: Fort Hunter Liggett, Kalifornien ; Redstone Arsenal, Alabama ; Fort Belvoir, Virginia ; Yuma Proving Ground, Arizona ; Fort Huachuca, Arizona ; Aberdeen Proving Ground, Maryland ; Dugway Proving Ground, Utah ; Fort Greely, Alaska ; och Panamakanalen .

Historia

Historien om ASL går tillbaka till skapandet av Signal Corps Laboratories 1929. Under 1930- och 1940-talen riktade Signal Corps forskning om elektronik , radar och kommunikationssystem vid Fort Monmouth och närliggande satellitlaboratorier. Efter andra världskriget slogs flera av laboratorierna samman för att bilda Signal Corps Engineering Laboratories (SCEL), som fortsatte forskningen om att utveckla olika arméteknologier.

Den 2 april 1946 satte SCEL in ett team på tio man från Fort Monmouth med två modifierade SCR-584 skåpbilar till "A"-stationen vid White Sands Proving Ground (senare omdöpt till White Sands Missile Range) för att utföra tester på den fångade tyska V- 2 raketer . Från dessa tester blev det alltmer uppenbart efter kriget att atmosfärisk forskning var avgörande för att förutsäga missilers beteende och var det skulle påverka. Den 1 januari 1949 arméns avdelning SCEL Field Station nr. 1 i Fort Bliss, Texas för att hjälpa laget vid "A"-stationen med signalstödsfunktioner. Enheten vid Fort Bliss bedrev forskning inom radarspårning och kommunikationssystem för de tidiga missilprogrammen vid White Sands Missile Range (WSMR), som då bestod av endast 125 militär och civil personal.

1952 omorganiserades Fältstation nr. 1 för att bilda White Sands Signal Corps Agency, en klass II-aktivitet under befäl av Chief Signal Officer . 1954 utökades gruppen till att bilda tre lag, ett på Yuma Proving Ground, ett Dugway Proving Ground och ett vid Canal Zone i Panama. Organisationen hade främst till uppgift att bedriva forskning på hög höjd och övre atmosfär med olika raketer från Nike-Cajun-raketen till arméns taktiska Loki-raket 1957 och Arcas-raketen 1958. Under de första tio månaderna 1958 tillhandahöll byrån kommunikation- elektronikstöd för avfyring av mer än 2 000 missiler. Inom två decennier lanserade organisationen mer än 8 000 raketer runt om i världen, varav 5 000 avfyrades mot den närliggande White Sands Missile Range. Dessutom såg White Sands Signal Corps Agency en rad framgångar inom flera områden av väderforskning. År 1957 lanserade forskarna Loki II-raketer i luften och spårade driften av metallagnarna som släpptes ut på bestämda höjder med hjälp av radar, och skaffade ny kunskap om vindar på hög höjd under processen. Senare samma år såg WSMR-teamet den första framgångsrika avfyringen av en raket som kunde avfyras av ett tvåmannateam. Byrån perfekterade också den röststyrda enheten för automatisk överföring (VODAT), en enhet som gjorde det möjligt för tvåvägsradiotelefonsamtal att ske på en enda frekvens.

År 1959 hade White Sands Signal Corps Agency fördubblats i storlek och omfattning av verksamheten och omdesignades till US Army Signal Missile Support Agency (SMSA). SMSA var ansvarig för att tillhandahålla kommunikationselektroniskt, meteorologiskt och annat stöd för arméns missil- och rymdprogram samt bedriva forskning och utveckling inom meteorologi , elektronisk krigföring och missilers sårbarhet. Byrån utvecklade SOTIM (Sonic Observation of Trajectory and Impact of Missiles) System, som gav akustisk information om missiler vid återinträde och nedslag. Dessa stationer installerades på 16 olika punkter vid WSMR och var också utrustade för att mäta vindhastighet, temperatur och luftfuktighet. SMSA byggde också meteorologiska raketer som kunde bära ett instrumentpaket på 70 pund så högt som 600 000 fot för att få övre atmosfäriska data. Vid den tiden var de meteorologiska aktiviteterna vid WSMR under jurisdiktionen av US Army Electronics Research and Development Activity samt Atmospheric Sciences Office, en organisation under operativ kontroll av SCEL i Fort Monmouth.

1962, på grund av en större arméomorganisation, konsoliderades SMSA som en del av elektronikforsknings- och utvecklingsaktiviteten (ERDA) under US Army Electronics Command (ECOM) . 1964 blev ERDA-forskare vid WSMR de första att observera flodvågor i övre atmosfären . Gruppen lanserade senare världens största ballong som innehöll atmosfärisk avkänningsutrustning 1968 och en ännu större ballong som nådde en rekordhöjd på 164 000 fot 1969.

I juni 1965 avbröts Army Electronics Laboratories, som övervakade den tidigare Signal Corps-forskningen inom US Army Electronics Command. Som ett resultat bröts Army Electronics Laboratories och dess komponenter, inklusive de olika teamen på WSMR, upp och blandades om till sex separata armélaboratorier: Electronic Components Laboratory (senare Electronics Technology and Devices Laboratory), Communications/ADP Laboratory , Atmospheric Sciences Laboratory, Electronic Warfare Laboratory (en del av vilket senare blev Vulnerability Assessment Laboratory ), Avionics Laboratory och Combat Surveillance and Target Acquisition Laboratory. Denna händelse markerade början på Atmospheric Sciences Laboratory och dess roll som ett företagslaboratorium för armén. ASL ansvarade för att bedriva meteorologisk forskning, utveckla meteorologisk utrustning för armén och tillhandahålla specialiserat meteorologiskt stöd för arméns olika forsknings- och utvecklingsinsatser.

Till en början, som en rest av dess dagar som en del av Signal Corps Engineering Laboratories, var ASL-högkvarteret beläget i Fort Monmouth, New Jersey, vilket innebär att forskare ofta reste fram och tillbaka från Fort Monmouth till White Sands Missile Range. 1969 flyttades ASL:s högkvarter till WSMR. Kort därefter övertog ARL operativ kontroll av de meteorologiska ansträngningarna som utfördes vid Fort Huachuca. År 1974, nästan ett decennium efter att ASL först etablerades, växte labbet till att ha en personal på mer än 700 personer åtföljda av utrustning till ett värde av 30 miljoner dollar och 90 000 kvadratfot meteorologiska driftsanläggningar vid WSMR med en årlig budget på cirka 9 miljoner dollar. 1976 konsoliderades också meteorologisk forskning utförd vid Ballistic Research Laboratories till ASL, vilket resulterade i att ASL utgjorde cirka 95 procent av arméns totala program inom meteorologi.

1992 var ASL bland de sju armélaboratorier som konsoliderades för att bilda US Army Research Laboratory som en del av ett projekt på 115 miljoner dollar efter Base Realignment and Closure (BRAC) 1988. Under ARL blev ASL en del av Battlefield Environment Direktoratet (BED). 1995 flyttade Atmospheric Analysis and Assessment-teamet inom BED till ARL:s överlevnads-/dödlighetsanalysdirektorat (SLAD) medan resten av BED lades ihop till direktoratet för informationsvetenskap och teknik (senare kallat direktorat för beräknings- och informationsvetenskap) 1996.

Forskning

Atmospheric Sciences Laboratory försökte förbättra arméns kapacitet och operation, såsom artillerield och kemisk upptäcktsoperationer, under ett brett spektrum av meteorologiska förhållanden genom utveckling av ny teknik och teknik. Forskningen inom ASL bestod av sex huvudområden: atmosfärisk avkänning, mikro/mesoskala meteorologi, meteorologiska satelliter, atmosfärisk modifiering, fysik och kemi i atmosfären samt meteorologisk utrustning och teknik.

Atmosfärisk avkänning

Atmosfärisk avkänning fokuserar på fjärrövervakning och kontinuerlig realtidsövervakning av atmosfäriska parametrar och att kunna erhålla meteorologisk information när som helst och när som helst. Olika sensorer utvärderades för detta ändamål, såsom lasrar, radarer, radiometrar, mikrovågsradarer och akustiska system. Forskning i labbet inkluderade att studera atmosfärisk transmissivitet, effekterna av atmosfäriska partiklar på laserutbredning och användningen av LIDAR för att bestämma distributionen, storleken och sammansättningen av atmosfäriska partiklar. ASL-forskare undersökte också hur ljus beter sig och reagerar när det interagerar med olika partiklar i luften.

Mikroskala och mesoskala meteorologi

Mikroskala och mesoskala meteorologi fokuserar på att förstå de småskaliga atmosfäriska processerna i den lägre atmosfären. För ASL var det primära målet att undersöka egenskaperna hos den lägre atmosfären inom slagfältsområdet. Detta gjordes genom att utveckla modeller som beskrev mesoskalasystem, gränsskiktsfenomen och terrängens effekter på atmosfärens struktur. ASL-forskare var särskilt intresserade av hur terräng påverkade processerna för atmosfärisk transport och diffusion. Studier inom detta område sammanföll också med forskning relaterad till att minska luftföroreningar .

Meteorologiska satelliter

Meteorologiska satelliter hänvisar till avancerade vädersatelliter och annan teknik som gör det möjligt för forskare att samla in väderinformation i realtid för slagfältsområdet. ASL-forskare utvecklade metoder för att förbättra övervakningen av fenomen i mesoskala och samla in meteorologiska data i otillgängliga områden.

Atmosfärisk modifiering

Atmosfärisk modifiering fokuserar på fysiska atmosfäriska processer som påverkar beteendet hos moln, dimma och regn. ASL-forskare var särskilt angelägna om att studera varma dimmor och utvecklade numeriska modeller som beskrev deras livscykel. I allmänhet dimma avsevärt effektiviteten hos synliga och infraröda system. ASL var intresserad av att avgöra vilken typ av dimförhållanden som hindrade fältet av olika vapensystem som förlitade sig på elektrooptiska sensorer. Fältstudier genomfördes också för att analysera hur nedspolning med helikopter kunde skingra varma dimmor.

Atmosfärens fysik och kemi

Atmosfärens fysik och kemi avser forskning om de kemiska och dynamiska processer som styrde atmosfärens struktur och beteende. Många av studierna fokuserade på att undersöka de atmosfäriska effekterna på artilleri och ostyrda raketer. Forskning genomfördes också om de meteorologiska processer som förekommer i höghöjdsregioner. ASL var involverad i att studera effekterna av en förmörkelse på jordens övre atmosfär och solens yttre atmosfär. Under solförmörkelsen 1979 utförde ASL experiment med National Research Council of Canada, Air Force Geophysics Laboratory och NASA för att mäta olika atmosfäriska egenskaper under förmörkelsen genom att skjuta upp 17 sondraketer i den övre atmosfären.

Meteorologisk utrustning och teknik

En av ASL:s huvudprioriteringar var utveckling och utvärdering av ny meteorologisk utrustning för armén. Exempel på teknologier inkluderar nya radiosonder , mobila vätgasgeneratorer, snabba ballonger, mobil väderradar och bärbara automatiska observationsstationer för insamling av väderinformation i otillgängliga områden.

Projekt

Atmospheric Sciences Laboratory utvecklade många tekniker som en del av sitt uppdrag. Exempel inkluderar följande:

Automatic Meteorological Station (AN/TMQ-30): Ett ytvädersystem som mäter meteorologiska förhållanden som vindhastighet, temperatur och atmosfärstryck på avlägsna platser.
Cold Fog Dissipator (AN/TMQ-27): Ett mobilt system som använder propan för att skingra dimma i mycket små områden, som helikopterplattor, för säkrare starter och landningar för flygplan.
Combined Obscuration Model for Battlefield-Induced Contaminants (COMBIC) modell: En datorsimuleringsmodell som förutsäger effekterna av rök, damm och andra obscurants på målinsamlings- och övervakningssystem.
Electro-Optical Systems Atmospheric Effects Library (EOSAEL) : Ett datorbibliotek som består av moduler som simulerar effekterna av olika atmosfäriska fenomen på slagfältsaktivitet.
Sonic Observation of Trajectory and Impact of Missile (SOTIM): Ett passivt akustiskt system som läser stötvågor för att beräkna den exakta islagspunkten för raketer och raketnyttolaster för att lättare kunna återställa dem.
Statistical Texturing Application to Battlefield-Induced Clouds (STATBIC) modell: En molnvisualiseringsalgoritm som modellerar de oförutsägbara egenskaperna hos riktiga slagfältsmoln.
Visioceilometer: Ett bärbart LIDAR-system som mäter molntakhöjd och beräknar atmosfärens synlighet.
Mobile Imaging Spectroscopy Laboratory (MISL): Ett fjärrstyrt värmeavbildningssystem som karakteriserar förändringarna i spektral och rumslig utbredning av bilder som en funktion av atmosfäriska förhållanden i realtid för testning av vapensystemjämförelse och prestandamodellering.

Dessutom deltog ASL i hundratals projekt, inklusive stöd av följande teknologier:

Firefinder-radar ( AN/TPQ- serien): Ett radarsystem utformat för att mäta vindprofiler under vissa atmosfäriska förhållanden.
Field Artillery Meteorological Acquisition System (FAMAS): Ett mobilt databehandlingssystem utformat för att följa med arméns fältartillerienheter för att tillhandahålla meteorologiska data.
Högenergilaser (HEL) : Vapensystem som använder högenergilasrar för att förstöra eller inaktivera ett fiendemål.
Integrated Meteorological System (IMETS) : Ett fordonsmonterat, automatiserat taktiskt system som tar emot, bearbetar och sprider väderdata.
NAVSTAR GPS : En föregångare till det moderna GPS-systemet.
Pocket Radiation Detector (RADIAC) : En handhållen sensorenhet som kan detektera och mäta strålning från nukleär detonation och nedfall.

Se även