Naukowcy badają, jak przewidywać ekstremalną pogodę

razemztoba.pl 21 godzin temu

Naukowcy z Wrocławia i Tajwanu w projekcie SWIM-GNSS opracują metodę, która pozwoli dokładniej obserwować wilgotność w dolnych warstwach atmosfery. Sprawdzą, czy dokładniejsze informacje o jej stanie mogą poprawić prognozowanie gwałtownych zjawisk pogodowych.

W przesłanym w piątek przez Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu komunikacie napisano, iż w badaniach biorą też udział dwie uczelnie z Tajwanu: National Central University oraz National Taipei University.

– Szczególnie interesuje nas wilgotność w dolnej troposferze, ponieważ to właśnie tam zachodzą procesy mające najważniejsze znaczenie dla rozwoju wielu intensywnych zjawisk pogodowych – wyjaśniła dr inż. Estera Trzcina z Instytutu Geodezji i Geoinformatyki UPWr, kierująca projektem SWIM-GNSS.

Dodała, iż naturalnym laboratorium takich badań jest Tajwan, bo region ten regularnie doświadcza intensywnych opadów, burz i tajfunów, a jednocześnie ma niezwykle rozbudowaną infrastrukturę obserwacyjną. Na wyspie działa gęsta sieć ponad 200 naziemnych stacji GNSS, dostępnych jest również wiele obserwacji radiookultacyjnych.

Sygnały GNSS, kojarzone przede wszystkim z nawigacją satelitarną i wyznaczaniem położenia, mogą dostarczać również bardzo dokładnych informacji o atmosferze. Przechodząc przez jej kolejne warstwy, sygnał zmienia swoje adekwatności. Analiza tych zmian pozwala określać m.in. zawartość pary wodnej.

W projekcie SWIM-GNSS, współfinansowanym przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach XIII konkursu polsko-tajwańskiego, naukowcy wykorzystają dwa różne sposoby obserwacji. Pierwszym będzie radiookultacja GNSS. W tym przypadku odbiornik znajdujący się na satelicie niskoorbitującym obserwuje sygnały wysyłane przez satelity nawigacyjne w momencie, gdy przechodzą one przez atmosferę. Na tej podstawie można odtworzyć jej strukturę na kolejnych wysokościach i uzyskać informacje dotyczące m.in. temperatury, ciśnienia czy wilgotności.

– Ogromną zaletą radiookultacji jest możliwość prowadzenia obserwacji praktycznie na całym świecie, także nad oceanami, gdzie liczba klasycznych stacji meteorologicznych jest ograniczona. Metoda ma jednak słabszy punkt: informacje pozyskiwane w najniższych partiach atmosfery mogą być obarczone błędami systematycznymi, dlatego drugim źródłem danych będą naziemne obserwacje GNSS – podkreśliła dr Trzcina.

Model tomografii troposferycznej TOMO2, który zostanie wykorzystany w projekcie, jest rozwijany właśnie w Instytucie Geodezji i Geoinformatyki UPWr. To połączenie obu technik jest najważniejszym elementem projektu SWIM-GNSS. Zestawiając oba rodzaje danych, naukowcy chcą zidentyfikować i ograniczyć błędy pojawiające się w profilach radiookultacyjnych w dolnej atmosferze.

Do opracowania metod ich korekcji zostaną wykorzystane m.in. interpolacja, modele regresyjne i uczenie maszynowe. Nie chodzi jednak wyłącznie o poprawienie samych pomiarów. Ostatecznie skorygowane profile mają zostać wprowadzone do systemu asymilacji danych modelu pogodowego WRF, aby sprawdzić, czy dokładniejsza wiedza o wilgotności rzeczywiście prowadzi do trafniejszych prognoz.

– Chcemy nie tylko opracować nową metodę obserwacji atmosfery. Ważne będzie również sprawdzenie jej na rzeczywistych przypadkach intensywnych zjawisk pogodowych i odpowiedź na pytanie, czy lepsza informacja o wilgotności przekłada się na lepszą prognozę – wskazała dr Trzcina.

Projekt połączy doświadczenie badaczy specjalizujących się w różnych metodach obserwacji atmosfery. Zespół Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu tworzą dr inż. Estera Trzcina, prof. Witold Rohm oraz dr inż. Paweł Hordyniec, którzy zajmują się przede wszystkim naziemmnymi obserwacjami GNSS i tomografią troposferyczną oraz radiookultacją GNSS. (PAP)