Celem badań jest uzyskanie możliwie dokładnego obrazu tego, co dzieje się w atmosferze, a dzięki temu wcześniejsze i trafniejsze przewidywanie zjawisk pogodowych, które mogą stanowić zagrożenie dla ludzi.
Pracownicy naukowi z obu krajów chcą wykorzystać fakt, że atmosfera nie jest jednorodna warstwowo, a jej temperatura, ciśnienie i zawartość pary wodnej nieustannie się zmieniają.
Obecnie żadna pojedyncza metoda obserwacyjna nie pozwala uzyskać kompletnego obrazu tego, co dzieje się w atmosferze. W ramach prowadzonych prac uczeni z UPWr chcą wykorzystać sygnały GNSS, które kojarzone są obecnie przede wszystkim z nawigacją satelitarną. Celem projektu jest zbadanie zmian właściwości sygnału podczas przechodzenia przez kolejne warstwy atmosfery.
- 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 – czytamy w opisie projektu.
Właśnie z uwagi na możliwość wystąpienia tych błędów, drugim źródłem danych będą naziemne obserwacje GNSS. Tutaj wykorzystywana ma zostać sieć odbiorników rozmieszczonych na powierzchni Ziemi. Na podstawie opóźnień sygnałów docierających do poszczególnych stacji można za pomocą tomografii troposferycznej odtworzyć trójwymiarowy rozkład wilgotności. – Można więc powiedzieć, że jedna metoda będzie służyła do uzupełnienia i kontroli drugiej – podkreśla dr inż. Trzcina.
Model tomografii troposferycznej TOMO2, który zostanie wykorzystany w projekcie, jest rozwijany właśnie w Instytucie Geodezji i Geoinformatyki UPWr. Obserwacje związane z jego działaniem będą przeprowadzone na Tajwanie.
Naukowcy w ramach swoich prac wykorzystają dane zgromadzone podczas międzynarodowej kampanii TAHOPE – Taiwan-Area Heavy Rainfall Observation and Prediction Experiment, przeprowadzonej od maja do sierpnia 2022 roku przez zespoły z Tajwanu, Stanów Zjednoczonych i Japonii. Badano podczas niej m.in. intensywne opady związane z frontami Mei-Yu, systemy konwekcyjne oraz tajfuny przemieszczające się nad ląd.
Projekt połączy doświadczenie badaczy specjalizujących się w różnych metodach obserwacji atmosfery. Zespół Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu tworzą:
- dr inż. Estera Trzcina,
- prof. Witold Rohm,
- dr inż. Paweł Hordyniec.
Cała trójka zajmuje się przede wszystkim naziemmnymi obserwacjami GNSS i tomografią troposferyczną oraz radiookultacją GNSS. Partnerzy z National Central University oraz National Taipei University wnoszą natomiast doświadczenie w zakresie radiookultacji GNSS, prognozowania pogody oraz asymilacji obserwacji do modeli numerycznych.
– Nasze kompetencje bardzo dobrze się uzupełniają. My rozwijamy tomografię troposferyczną GNSS, a partnerzy z Tajwanu mają duże doświadczenie w wykorzystywaniu obserwacji radiookultacyjnych w modelowaniu i prognozowaniu pogody – podsumowuje dr inż. Trzcina. Dodaje, że jeśli opracowane rozwiązanie okaże się skuteczne, znaczenie projektu może wykroczyć daleko poza Tajwan.
