Спутники GPS будут предсказывать погоду

Точность прогнозирования погоды можно значительно повысить, если отслеживать глубину приземного слоя атмосферы по уровню рефракции сигналов, которыми обмениваются спутники навигационно-поисковой системы GPS, сообщает New Scientist.

Пограничный слой атмосферы (atmospheric boundary layer, ABL) играет важную роль в метеорологии. На его глубину влияют характер и интенсивность термодинамических процессов, таких как конвекция с образованием кучевых облаков, а также количество солнечной энергии, отраженной Землей. В Арктике ABL может опускаться до 50 м, в умеренных широтах его нормальная высота составляет порядка 400 м, а в тропиках этот слой может простираться до 2 км.

Исследователи из Университетской корпорации атмосферных исследований (UCAR) в Колорадо, США, под руководством Сергея Соколовского (Sergey Sokolovskiy) разработали новый метод глобального контроля за пограничным слоем атмосферы, основанный на явлении рефракции (преломления) в этом слое сигналов спутников GPS.

Спутники GPS всегда передают стандартные сигналы на определенных частотах. Когда один из спутников системы GPS появляется на горизонте относительно другого спутника, прямой сигнал связи между ними проходит через атмосферу. При изменении относительного положения спутников сигнал проходит на более высоком расстоянии от Земли, и атмосфера перестает влиять на него. Анализ параметров сигнала позволяет рассчитать высоту слоя ABL.

По результатам тестов, точность измерения высоты слоя ABL по новой методике сопоставима с точностью, которую обеспечивают метеозонды. Однако, в отличие от сравнительно дорогостоящих метеозондов, которые запускаются над заселенными территориями планеты, спутники охватывают всю поверхность Земли, включая пустыни, моря и океаны. Зондирование атмосферы с помощью радаров также малоэффективно по сравнению с новой методикой.

В ближайшее время метеоцентры во всем мире смогут использовать данные о состоянии слоя ABL, полученные при помощи спутников. В апреле этого года UCAR запустило группу COSMIC из 6 метеоспутников с низкими орбитами. Все они оборудованы для работы по новой методике. Группа COSMIC должна производить 2500 размеров в день. Глобальный обзор атмосферы будет возможен примерно через год после запуска, когда спутники выйдут на свои окончательные орбиты.