从本科生到拥有近 50 年经验的专家，密歇根州 科技大学的研究人员了解雪。在Tech的工程学院， 五名研究人员充分利用了大学的雪地，在那里雪和工程 携手并进。
足球比赛结果及其周边地区位于被称为基威诺半岛的雪花球中 该地区年平均降雪量约为 220 英寸。从当地的滑雪场到雪地摩托 哈士奇沿着小路穿过城镇，拥抱这些寒冷的环境。五个足球比赛结果 研究人员表示，雪不仅仅是密歇根州上城区日常生活的一部分 半岛；这是他们研究和学术追求的一个组成部分。
有多少种不同类型的雪研究 雪。足球比赛结果的工程师正在研究雪的反射率如何保护我们的星球 酷。他们还使用预测模型来预测湖泊效应暴风雪 本世纪末，开发提高太阳能电池板效率的技术 多雪的气候，在南极洲用雪本身铺设路面，并分析 湖泊效应风暴如何与我们当地地区相互作用。
雪反射率的全球和局部影响
Alden Adolph，助理教授工程基础知识和机械和航空航天工程，可能是足球比赛结果的新手，但她对雪并不陌生。阿道夫加盟密歇根 科技的工程学院2024 年秋天，她说她来到 Tech 寻找臭名昭著的降雪量。
关于研究员
“我很高兴能在霍顿的足球比赛结果工作，该校被誉为美国最顶尖的大学之一 该国降雪最多的地方，”阿道夫说。 “我感到非常幸运能够 在这里进行我的研究。”
Adolph 与她在 Tech 的新雪研究团队一起研究雪反照率，也称为 阳光反射率。
“所有表面都有反照率，即有多少入射阳光被表面反射 表面，”阿道夫说。 “雪的酷之处在于它具有非常高的反照率， 地球上反照率最高的自然表面之一。这有一些有趣的 因为阳光被积雪反射而不是被吸收， 这使得雪能够保持凉爽。”
虽然具有高反照率的表面会反射阳光并使我们的星球保持凉爽，但表面 具有低反照率，如岩石或水，吸收阳光并变暖。雪的反照率 不仅仅是让自己保持冷静；全球冰雪的反照率 还有助于保持我们的星球凉爽并调节我们的气候。
阿道夫的研究专门研究了雪的各种特性如何影响其反照率。
“霍顿人都知道，雪的种类多种多样，”说道 阿道夫.雪粒大小、新鲜度和杂质的存在都会影响雪的质量 反照率。阿道夫和她的团队目前正在研究的是雪是如何融化的 影响其反照率。
“我们非常确定这是一个重要因素，而且通常是间接影响的， 所以我们的工作从根本上研究积雪中水的存在如何影响 它的反照率，”阿道夫解释道。
阿道夫和她的四名本科生团队本学期的实地考察包括 通过测量雪的反照率、颗粒大小、杂质和液态水 冰雪融化，春天来临。
阿道夫很高兴能与像他们一样热爱雪的学生一起工作 她是。
“当我开始寻找本科生参与我的研究时， 我很高兴看到有多少学生渴望参与雪研究。 他们兴奋地挖雪坑并准备好雪具。在足球比赛结果， 您正在与对雪充满热情的学生一起工作。”
阿道夫和她的团队正在进行的研究还可以帮助预测如何以及何时 雪将在季节结束时融化——全球和当地的信息 影响。
“这种研究在融雪占主导地位的地方可能很重要 饮用水或灌溉用水的来源，”阿道夫说。 “在像这样的地方 在美国西部的山区或喜马拉雅山，他们依靠融雪来维持生计 水，因此弄清楚雪何时融化至关重要。研究融雪 对于当地社区以及考虑全球应对措施时都可能很重要 气候变化。”
未来的湖泊效应暴风雪
Miraj B. Kayastha 有兴趣了解全球气候变化如何影响区域 气候系统把他带到了足球比赛结果，目前他是该校的一名土木工程博士学生。
“有机会参与大型、多机构项目，重点关注改进 我们对五大湖气候系统的预测了解尤其重要 很有吸引力，”卡亚斯塔说。 “足球比赛结果提供了尖端技术的独特组合 资源、合作研究以及对这一重要地区的关注，使其成为 我的研究的理想场所。”
Kayastha 也很高兴有机会与您一起学习薛鹏飞，教授土木、环境和地理空间工程系，足球比赛结果副主任五大湖研究中心(GLRC) 区域气候建模领域的先驱研究员。
当关注区域气候系统时，卡亚斯塔开始对伟大的 湖泊。
“作为世界上最大的不冻地表淡水系统，五大湖 对气候变暖特别敏感，”卡亚斯塔说。 “研究气候变化如何 随着时间的推移对该地区的影响确实令人着迷。”
去年，Kayastha、Xue 和 GLRC 的研究人员以及来自和，发表了一项研究.
当寒冷、干燥的空气经过温暖的湖水时，就会引发湖泊效应暴风雪， 吸收水分并产生大雪。虽然密歇根理工学院以 由于其丰富的湖泊效应降雪，卡亚斯塔和他的研究人员同事们致力于破纪录的研究 暴风雪降下近两米（接近六英尺半！）的积雪 2022 年 11 月在纽约州布法罗伊利湖东岸举行。
利用布法罗风暴的数据，Kayastha 和他的研究人员同事使用了 先进的区域气候模型可在预测的气候条件下模拟同一场风暴 在21世纪中后期。结果最近发表在，预测由于本世纪末变暖，降水量将增加 14%。这个增加 降水类型也发生了变化，从大部分降雪转变为几乎降雪 雪和雨各占一半。
“更重要的是，从降雪到降雨的转变被发现几乎翻了一番 该地区正在经历另一种冬季灾害：雨雪覆盖。”卡亚斯塔说。雨雪交加 由于降水量受到气候的影响，这是一种日益普遍的危害 变化——可能会导致基础设施损坏和洪水。
多机构研究，一部分项目，为布法罗湖效应暴风雪提供了一个合理的未来故事情节。 研究小组专注于“理解大气之间复杂的相互作用” 和湖泊变暖对影响湖泊效应暴风雪的未来动态的影响，”说 卡亚斯塔。
道路上的积雪与雪砌的道路
在雪天驾驶即使是最熟练的驾驶员也会感到紧张。拉斯 Alger '80 '81 欢迎挑战。其中 39 人拥有近 45 年的经验 担任董事多年(ISR) 与足球比赛结果基威诺研究中心(KRC)，阿尔杰是寒冷气候道路和驾驶方面的专家。
作为基韦诺半岛的终生居民，阿尔杰的地区几乎下着雪 血。他的父亲乔治是一名土木工程足球比赛结果教授，专门研究冰雪覆盖的河流和寒冷地区工程。 阿尔杰赢得了他的土木工程学士学位来自足球比赛结果，以及他的寒冷地区工程硕士学位，一个项目 他的父亲帮助开始了。
“在附近的美元湾长大，也和我父亲一起从事户外项目 作为一名户外运动爱好者，我在年轻时就为我指明了这条道路。”阿尔杰说道。
作为 ISR 总监，阿尔杰负责监督雪地机动性、路面开发、 冬季道路养护、防冰、除冰等。车辆测试课程所在地 占地一千多英亩的ISR已成为冬季指挥部 从美国陆军坦克到雪地摩托等车辆的机动性研究。近年来， 由于KRC专注于越野自动驾驶汽车运营，Alger也协助 帮助车辆识别地形中的土壤和雪的特征，以便更好地避免 障碍。
“密歇根州基威诺半岛独特的天气条件，加上我们的 大量的设备和设施，使该研究所成为携带 你的研究问题，”阿尔杰说。
除了移动性测试方面的工作外，阿尔杰还拥有自己发明的方法的专利 制造完全由雪制成的路面。该过程使用雪摊铺机 通过机械地改变雪的内部特性并产生高强度来发挥作用 在雪堆里。
阿尔杰曾作为成功侦察团队的一员前往南极洲六次 并开辟了第一条通往南极的路径，这是飞行的必要替代方案 用品。十五英里的小路是使用阿尔杰的雪摊铺机铺成的，该摊铺机将 雪进入坚固的道路。
“摊铺机的工作方式是首先用磨鼓咀嚼积雪，从而粉碎雪 冰晶，这样它们就会粘在一起，”阿尔杰解释道。 “然后传来一阵震动 压实机，从雪中排出所有空气。该动作将其压缩到足以 铺一条人行道。”
阿尔杰也开发了，一种广泛用于提高道路牵引力和安全性的环氧骨料混合物， 在危险的冬季条件下，桥梁、人行道和停车场。
事实证明，基威诺半岛不仅是该研究所的黄金地段 雪研究，也为阿尔杰。 “在铜之乡长大有助于 肯定让我喜欢雪，”他说。
使太阳能适应极端冬季气候
Ana Dyreson 明白，我们在极端雪地中学到的经验教训可能是有益的 到每个季节降雪量少得多的其他地方。戴瑞森 是助理 教授机械和航空航天工程足球比赛结果副研究总监可持续发展和复原力创新中心(CISR)，并且还领导。 Dyreson 合作开展了多个以气候和能源为重点的项目，包括 研究光伏 (PV) 技术——通常称为太阳能电池板——在密歇根太阳能区域测试中心（RTC）。
关于研究员
美国能源部指定设施总部位于足球比赛结果先进电力系统研究中心是同类设施中最北端的设施，可供 Dyreson 和她的团队进行调查 改善寒冷和多雪气候下光伏系统运行的方法。
“上半岛的太阳能并不新鲜，”戴雷森说。 “冬天的时候，雪 会降低性能，并且公用事业费率协议会有所不同，但太阳能系统会 产生的电力将在一定程度上抵消您的电费 年。我们的研究是关于如何减少冬季损失。”
虽然光伏技术在个人家庭和企业中越来越受欢迎，但大约 美国 65% 的太阳能发电量属于公用事业规模，例如密歇根州的设施 技术。在这些大型太阳能设施中，太阳能电池阵列要么固定在一个位置 或配备单轴或双轴跟踪全天阳光。无论如何 阵列式，当雪覆盖大型太阳能发电厂时，这是困难且不切实际的 除雪，导致雪遮蔽——光伏板上聚集了足够的雪 阻止他们发电。
与合作，五大湖能源集团成员和机械工程博士Dyreson 推荐的候选者，研究小组正在试图弄清楚单轴如何 阵列可以改变位置以捕获最多的阳光并消除积雪 在面板上。
通过使用雪传感器系统，研究人员正在开发新的算法 智能控制可在雪前、雪中和雪后调整单轴跟踪阵列 积累。 Dyreson 和 Chutani 还必须考虑风速、 风向和温度对积雪和脱落时间的影响——但他们的研究 可以在近乎持续的降雪条件下增加光伏技术的电力输出 条件。
了解太阳能技术在极端冬季条件下的弹性和效率 在足球比赛结果和周边基威诺半岛拥有丰富经验的人也将 有利于在温暖、温带气候条件下使用的太阳能技术 降雪减少。
“改善寒冷气候下的光伏系统运行可以提高成本效益，并最终 解决气候变化和可持续发展方面最大的挑战之一：减少 电力供应的碳强度，”戴雷森说。 “吃苦耐劳、进取的人 我们应用于解决方案的心态以及基威诺的生活对我们很有帮助 当我们承担这项任务时。”
行星大气科学家对湖效应雪的热爱
肖恩·布鲁夏伯 (Shawn Bruesaber) 被湖泊效应的雪所吸引，就像其他人被追逐所吸引一样 龙卷风和严重雷暴。 “这是自然的原始力量，”布鲁沙伯解释道。 “湖泊效应的降雪可能会无情且令人惊叹，而在基威诺半岛这里 我们可以期待它。大多数冬天都是这样。”
Brueshaber 一直喜欢雪。机械和航空航天工程助理教授在马里兰州长大，那里偶尔会出现东北风暴 带来暴风雪和雷雪。 “我在不到 一场风暴过去了 24 小时，”Brueshaber 说道。 “我的家乡，几年前， 大约 28 小时内就长到了 42 英寸！”布鲁夏伯还记得学校停课的事 一周和雪橇，直到他累得无法走回山上。
关于研究员
肖恩·布鲁夏伯
srbruesh@mtu.edu
906-487-2901
研究兴趣
- 巨行星（木星、土星、天王星、海王星）大气动力学
- 行星大气中的对流和风暴动力学
- 行星遥感（望远镜和航天器成像）
- 湖泊效应暴风雪
- 湍流
- 航天器任务开发和设计
- 计算流体动力学
- 用于两栖动物种群研究的遥感。
Brueshaber 对独特天气现象的兴趣使他比人们想象的更进一步。 在足球比赛结果，他是一名研究对流的行星大气科学家 太阳系巨型行星的风暴动力学：木星、土星、天王星和 海王星。他使用从哈勃太空望远镜、美国宇航局红外望远镜获得的数据 设施，以及朱诺号航天器上的四台仪器，该航天器目前正在 绕木星运行。
虽然研究巨行星的大气动力学可能看起来太离谱了 对于某些人来说，Brueshaber 也在当地层面上研究了类似的大气动力学。
在地球上，他正在探索湖风如何影响空气质量和湖泊效应降雪， 收集云、降水和气溶胶数据，进行长期监测 基威诺。他的行星大气工程 (PAWs) 实验室安装了三台新仪器 在 KRC 帮助观测云、气溶胶和降水。
最近，在几位本科生和研究生的帮助下，Brueshaber 开始建造和测试低成本无线电探空仪，这是一种电池供电的仪器 测量大气条件。气象气球上装有无线电探空仪 高空进入大气层，传输温度、湿度、压力等数据， 风速和风向传回地球用于预测。
Brueshaber 还在努力确定基威诺河上的风流如何影响降雪 当地以及下游进入上半岛中部和东部——一个项目 由与的对话产生。预报员注意到，湖泊效应降雪经常形成降水的主导带 当它穿过密歇根理工学院校园附近的基威诺水道时。布鲁沙伯计划 进行系统分析，以更好地了解这种模式如何影响降雪 位于基威诺半岛东南部的社区，例如马凯特和穆尼辛。
除了遥感天气仪器之外，Brueshaber 还致力于 为四轴飞行器和固定翼无人机配备现场天气传感器。
“足球比赛结果是我们州为数不多的积极发展的大学之一 并且位于寒冷地区，适合研究冬季天气，”说 布鲁沙伯。 “基威诺非常适合扩大我们对冬季风暴的了解。”
足球比赛结果是一所 R1 公立研究型大学，成立于 1885 年，位于霍顿，拥有来自全球 60 多个国家的近 7,500 名学生。密歇根州旗舰科技大学的投资回报率一直名列全美最佳大学之列，提供超过 185 个本科和毕业生科学技术、工程、计算机、林业、商业、健康专业、人文、数学、社会科学和艺术领域的学位课程。乡村校园距离密歇根州上半岛的苏必利尔湖仅数英里，提供全年户外探险的机会。
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