twitter google+ facebook

Stigende fokus på GPS-målinger af vejr og klima

Målinger fra satellitter er en vigtig ingrediens både i den daglige vejrudsigt og i langsigtede klimaforudsigelser. Radio-okkultation, der er en ny målemetode med brug af GPS-signaler, får i den sammenhæng større og større betydning. Det fastslår en ny rapport fra det europæiske center for vejrprognoser ECMWF.

Vejr- og klimamålinger af Jordens atmosfære udføres af et stort antal satellitter fra mange forskellige lande og organisationer. Et lille, men stigende, antal af disse meteorologiske satellitter har en såkaldt radiookkultations-modtager ombord.

Princippet i radiookkultationer (RO) er, at signalet fra en af de velkendte GPS-satellitter måles, mens GPS'en 'går ned' eller 'står op' bag Jorden set fra den meteorologiske satellit (grafik herunder). Disse GPS-målinger kan omformes til information om atmosfærens temperatur, tryk og vanddampindhold, som er vigtige input til vejrforudsigelser og klimastudier.

Princippet i en radiookkultation: MetOp kredser om Jorden i den prikkede bane, mens den modtager GPS-signalerne langs de sorte linjer. Den røde linje angiver den lodrette dataprofil, der fremkommer når GPS-satellitten "går ned" eller "står op" bag Jorden set fra MetOp.

RO-data til vejrforudsigelser kommer allerede i dag fra den europæiske MetOp-satellit og de seks amerikansk-taiwanesiske COSMIC-satellitter. Processeringen af MetOps RO-data udføres af GRAS SAF-gruppen på DMI, der udsender data til andre meteorologiske institutter.

Billig og simpel

Ud over MetOp og COSMIC er der RO-modtagere på flere helt nye satellitmissioner fra blandt andet USA, Tyskland, Rusland, Indien, Argentina og Frankrig. Den nuværende MetOp-A får desuden to efterfølgere MetOp-B og -C, som opsendes i henholdsvis 2012 og 2016. Men endnu flere RO-projekter er på vej, heriblandt det europæiske Post-EPS-program og den amerikanske efterfølger til COSMIC-systemet.

Et andet amerikansk projekt, kaldet CICERO, går ud på at sende ikke færre end 100 RO-satellitter i kredsløb! Dette temmeligt eventyrlige tal afspejler blot at metoden er relativt billig og teknisk simpel, ord man ellers ikke normalt forbinder med satellitmålinger.

Når GPS-systemet snart får følgeskab af sin europæiske pendant Galileo, betyder det mere end en fordobling af det mulige antal radiookkultationer per dag. Det russiske Glonass og tilsvarende kinesiske og indiske navigationssystemer øger ligeledes antallet af mulige daglige målinger.

Høj nytteværdi

En rapport fra det europæiske center for vejrprognoser ECMWF i England, udgivet i oktober 2009, sammenligner nytteværdien af de mange forskellige målinger, der anvendes til at beregne centrets vejrudsigter. RO-data fra MetOp og COSMIC indgår i ECMWF's daglige vejrberegninger sammen med titusindvis af andre satellit- og overflademålinger.

Ved at vurdere hvor meget hver enkelt måletype bidrager til at reducere fejl i forudsigelserne, er ECMWF kommet frem til, at RO-målingerne bidrager med 8,5% af denne fejlreduktion. Og det til trods for, at deres antal kun udgør ca. 4% af de samlede målinger af atmosfæren. Det placerer RO på en overraskende høj femteplads blandt de 24 forskellige typer måledata. I sammenligningen med andre målemetoder er dette et meget positivt resultat, som er vigtigt ved valg og prioriteringer af fremtidige satellitmissioner og -instrumenter.

Den fælleseuropæiske organisation for meteorologiske satellitter EUMETSAT planlægger for tiden den fremtidige Post-EPS satellitmission, der skal afløse MetOp-programmet om otte til ti år. Ved det seneste møde med eksperterne i Post-EPS Mission Experts Team (PMET) har DMI med succes slået på de opsigtsvækkende resultater fra ECMWF og opnået at hæve prioriteringen af RO, så det nu har fået en central placering blandt de udvalgte instrumenter på den kommende Post-EPS mission.

Metoden har nu vist sin store nytteværdi indenfor vejrforudsigelser, samtidig med at de første klimaprodukter baseret alene på RO tegner meget lovende. Med det DMI-ledede GRAS SAF-projekt står Danmark stærkt rustet på dette felt.

For flere oplysninger kontakt Kent Bækgaard Lauritsen på 39 157 454 eller Frans Rubek på 39 157 499.

Af Frans Rubek, frr@dmi.dk
© DMI, 10. december 2009.

Tilmeld dig DMI's ugentlige, elektroniske nyhedsbrev
Vejret undervejs på mobil.dmi.dk eller til iPhone eller Android
Følg DMI på Twitter
DMI's -nyheder