DMI stiller skarpt på radio-okkultation

DMI er vært for to workshops, som handler om radio-okkultation i den kommende uges tid. Radio-okkultation er en teknologi, der vinder mere og mere indpas inden for meteorologiens verden. Teknologien giver vigtig information om atmosfærens sammensætning, men kan også bruges til at belyse klimaændringer.

Skematisk tegning af en radio-okkultationsmåling

Skematisk tegning af en radio-okkultationsmåling: Atmosfæren afbøjer radiosignalet på vej fra GPS-satellitten til den meteorologiske satellit i en lav bane omkring jorden. Afbøjningen måles i alle højder fra rummet og ned til jordoverfladen, og ud fra dette kan man bestemme brydningsindekset som funktion af højde - og dernæst den neutrale atmosfærens tæthed, tryk, temperatur og luftfugtighed.

I denne uge samles nogle af de fremmeste videnskabsfolk, virksomheder og organisationer med forstand på radio-okkultation (RO) i Helsingør.

DMI er vært for den fælles 7. IROWG Workshop og 6. ROM SAF User Workshop, som begynder i dag torsdag den 19. september og slutter den 25. september. Her kommer det især til at handle om at udvikle nye avancerede RO-teknologier - teknikken er nemlig yderst værdifuld inden for vejrmodellering og klimastudier.

Big data og viden om vores klima

Der er masser af muligheder med udviklingen af radio-okkultation (RO) i form af nye teknologier og metoder. I fremtiden vil det have stor betydning for de nationale meteorologiske institutter at gøre stigende brug af RO og andre jordobservations-satellitdata, big data-platforme og fælles beregningsplatforme, når der fx skal gives bud på, hvordan fremtidens klima bliver. 

Jordobservationer fra satellitter udgør nemlig et stadig vigtigere grundlag i vores overvågning af klimaændringer. RO er ingen undtagelse her, og denne type data vil med stor sandsynlighed indgå i en af de næste IPCC-vurderingsrapporter, fx til at give et bud på mere langsigtede temperaturtendenser i stratosfæren.

Radio-okkultation ’tager temperaturen’ på vores atmosfære

Inden for meteorologien bruges GPS radio-okkultation til at fortælle noget om atmosfærens tryk, temperatur og indhold af vanddamp. Navnet radio-okkultation kommer af, at jorden ender med at blokere for målingen af GPS-radiosignalerne, hvor ’okkultation’ betyder ’skjules’. Jorden ’skjuler’ eller rettere dækker med andre ord for radiosignalet.

For at forstå hvad RO er for en størrelse, så skal vi en tur ud i rummet. Teknikken tager udgangspunkt i en satellit, som kredser i en lav bane om jorden, det vil sige i ca. 800 km’s højde. Satellitten har en GPS-modtager, der modtager GPS-radiosignaler, efter de har passeret nærmest vandret gennem alle atmosfærens lag fra højt oppe og helt ned til jordens overflade. Når GPS-radiosignalerne går vandret gennem atmosfærens lag og ned efter, så vil jorden til sidst blokere for radiosignalet, deraf navnet radio-okkultation. 

Når signalet passerer gennem atmosfæren, bliver det altså brudt (afbøjet) undervejs. Størrelsen af brydningen afhænger af temperaturen og vanddampskoncentrationen i atmosfæren. Det følger ud fra teorien bag RO, at når vi kender positionen af det sted, hvor satellitten befinder sig – så kan GPS-signalet bruges til at give information om atmosfærens temperatur, tryk og indhold af vanddamp.
Den relative placering mellem GPS-satellitten og den lille jordbane-satellit ændres over tid, og det muliggør derfor en lodret scanning af sammenhængende lag af atmosfæren. Alt dette ender med at give profiler af tryk, temperatur og vanddampskoncentration fra jordens overflade og op til måske 30-40 km.

Satellitter får RO teknologien ’på vingerne’

For at få RO teknologien ’på vingerne’, så er det naturligvis vigtigt, at teknologien understøttes af de rette satellitter – og her er bl.a. europæiske samarbejder altafgørende. DMI er en vigtig del af den fælles europæiske satellitorganisation EUMETSATs satellit-applikations-faciliteter (SAF). EUMETSAT driver i alt 8 sådanne SAF’er, og disse leverer i den forbindelse en bred vifte af forskellige typer af data af ekstrem høj kvalitet. 

SAF’erne tilvejebringer en lang række satellitprodukter, hvoraf nogle bruges på DMI fx direkte i vejr- og istjenesten. Satellitdata fra SAF’er bruges derudover inden for mange flere områder fx:

  • Vejr- og havmodeller. 
  • Til verifikation og opbygning af klimatidsserier, der fx går 30-40 år tilbage i tiden.
  • Til at observere ændringer i udbredelsen af den arktiske havis. 

RO og SAF er derfor tæt forbundne, og man vil ofte møde de to forkortelser i forbindelse med hinanden – som fx lige nu på den fælles 7. IROWG Workshop og 6. ROM SAF User Workshop. 
Nu bliver det spændende at følge, om der udvikles endnu flere nye teknologier på baggrund af de to radio-okkultation workshops… det må tiden vise.
 

Læs mere om:

  • 7. IROWG Workshop og 6. ROM SAF User Workshop her.  
  • ROM SAF her.

 

Af Kent B. Lauritsen og Anja Fonseca
19. september 2019

Følg DMI på Twitter og Instagram
Hent vores app til iPhone eller Android
Se DMI's nyhedsarkiv