【技術(shù)創(chuàng)新】研究天氣情況的新機(jī)載GPS技術(shù)啟動
來源：發(fā)布時間：2015-01-05
新機(jī)載全球定位系統(tǒng)（GPS）跟蹤大氣關(guān)鍵因素。
從駕駛方向到跟蹤地震時地面移動情況，GPS技術(shù)廣泛地推進(jìn)科學(xué)發(fā)展，提高社會準(zhǔn)確獲取精確信息的能力。通過機(jī)載GPS新系統(tǒng)精確探測大氣的情況，在美國加州大學(xué)圣地亞哥分校斯克利普斯（Scripps）海洋研究所的一位科學(xué)家的領(lǐng)導(dǎo)下，開發(fā)了一種改善天氣模型和颶風(fēng)預(yù)測的新技術(shù)。
這項技術(shù)在《地球物理研究快報》（GRL）中首次被詳細(xì)闡述，將推動項目領(lǐng)導(dǎo)者在近期把這項技術(shù)廣泛應(yīng)用在商業(yè)飛行器上。
現(xiàn)有的利用GPS衛(wèi)星信號作為來源探測大氣的測量系統(tǒng)主要依賴于GPS地面固定目標(biāo)接收端，但其無法覆蓋海洋?；蛘?，依賴于昂貴衛(wèi)星發(fā)射時搭載的GPS接收器只能偶爾對近風(fēng)暴區(qū)域進(jìn)行測量。
由Scripps海洋研究所地球物理學(xué)家Jennifer Haase和她的同事領(lǐng)導(dǎo)開發(fā)的這一新系統(tǒng)，可以在不同的海拔高度和特定地區(qū)捕捉詳細(xì)的氣象資料，如，大西洋區(qū)域颶風(fēng)可能的發(fā)展情況。
Scripps研究所的地球與行星物理研究室（IGPP）副研究員Hasse指出，這個領(lǐng)域的實踐展示了創(chuàng)造一個對于商業(yè)航測精確濕度分析的完整大氣觀測新操作系統(tǒng)的潛在能力。獲取近風(fēng)暴區(qū)密集的、詳細(xì)的降水量垂直分布的信息是一個重要的成就。如果將這個信息放到天氣模型中，它將影響和提高天氣預(yù)報水平。
資助此項目的美國國家科學(xué)基金會（NSF）大氣和地球空間科學(xué)部項目主任Eric DeWeaver指出，研究結(jié)果令人興奮，特別是對于航測中遇到的那些復(fù)雜問題。目前，星基觀測方法通常用于天氣預(yù)報中，并產(chǎn)生很大作用，但是航測能夠提供衛(wèi)星觀測以外的功能，以滿足對特定目標(biāo)的觀測。
此論文闡述了2010年NSF飛機(jī)的一次航測任務(wù)，隨后的數(shù)據(jù)分析結(jié)果首次說明可以通過機(jī)載GPS儀器捕捉到大氣信息。這一被科學(xué)家們稱為“GISMOS”（多基地和掩星探測全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)[GNSS]）的儀器系統(tǒng)，為熱帶風(fēng)暴演變研究增加了數(shù)量超過50%的大氣資料。
Haase指出，他們正在關(guān)注當(dāng)熱帶海浪經(jīng)過大西洋的時候，水汽發(fā)展演變的過程，這樣可以預(yù)測哪些熱帶洋流將可能會轉(zhuǎn)成颶風(fēng)。關(guān)注這些天氣事件發(fā)生前期的信息可以更長時間進(jìn)行颶風(fēng)預(yù)警。
美國的大學(xué)大氣研究聯(lián)盟名譽(yù)校長、負(fù)責(zé)衛(wèi)星GPS觀測氣象電離層與氣候觀測系統(tǒng)（COSMIC）運(yùn)行任務(wù)的Richard Anthes指出，這是有效發(fā)揮GPS潛力，進(jìn)行GPS應(yīng)用的另一案例，它能夠提高預(yù)測能力并挽救生命。
目前，GISMOS設(shè)計占據(jù)冰箱大小空間，Haase和她的團(tuán)隊正在努力將其縮小到鞋盒大小。這樣，該系統(tǒng)更可能適合日飛行數(shù)百次的商業(yè)飛機(jī)，新獲取的大氣數(shù)據(jù)流將大大地提升颶風(fēng)預(yù)測和改善天氣模型。這項技術(shù)使科學(xué)家更了解熱帶洋流濕度變化情況對颶風(fēng)形成的原因，從而能夠提高長期氣候模型解譯。
近期獲得普渡大學(xué)大氣科學(xué)博士學(xué)位的Paytsar Muradyan，從2007年起作為研究生，開始與Hasse合作，設(shè)計和開發(fā)了GISMOS。她最終在2010年與這個團(tuán)隊一起參加了飛行活動并獲得了項目帶來的寶貴經(jīng)驗。Muradyan指出，該項目責(zé)任重大，但是受益匪淺，特別是與一批世界知名的科學(xué)家在一個跨學(xué)科的項目中工作。
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