GPS-målinger

På basis af radiosignaler fra GPS-satellitterne, som kredser om Jorden, og som sædvanligvis benyttes til positionsbestemmelse af f.eks. skibe og fly, er det muligt at bestemme profiler for atmosfærens temperatur og fugtighed.

Radiosignalerne fra GPS-satellitterne kan opfanges af en modtager på en anden satellit. I vakuum bevæger radiostrålerne sig i rette linjer, men hvis de går gennem atmosfæren, afbøjes de ganske lidt (op til omkring 1 grad). Denne afbøjning kan indirekte måles ved at kende de to satellitters positioner og hastigheder, samt radiosignalets fase, meget præcist.

Da de to satellitter bevæger sig i forhold til hinanden, vil atmosfæren derved blive scannet.

Hvis man har afbøjningsvinklen, kan brydningsindekset beregnes og derudfra en tryk- og temperaturprofil over punktet, hvor radiostrålen er nærmest Jorden. Profiler målt med denne metode kaldes radiookkultationer.

Grafen til højre viser en sådan temperaturprofil målt vha. GPS-signaler fra jordoverfladen til ca. 50 km højde. Til sammenligning er også vist værdier fra en operational vejrmodel (”ECMWF”).

Metoden giver en jævn dækning af jordoverfladen og er derfor meget anvendelig som datakilde til numeriske vejrmodeller og til klimaforskning.

Også ionosfærens tilstand kan bestemmes med radiookkultationsmetoden, blot benyttes her at radiosignalerne udsendes ved to frekvenser og at brydningsindekset er kraftigt frekvensafhængigt for plasma (som ionosfæren består af).

Radiookkultationsmålinger vha. GPS foretages for tiden med den europæiske MetOp-satellit, de amerikansk/taiwanesiske COSMIC-satellitter og andre satellitter.

Læs mere om GPS-metoden og dens anvendelser til vejr- og klimaovervågning, og om GRAS-SAF-projektet.

Kontaktperson: Georg B. Larsen, tlf.: 3915 7489, email: gbl@dmi.dk

Januar 2011