GPS-szel a szombati vihar nyomában
(Rovat: Földmérési és Távérzékelési Int., Időjárás és előrejelzése - 2009.07.24 14:00.)

Július 18-án (múlt szombaton) egy rendkívül erős hidegfront vonult végig az országon, drasztikus hőmérséklet-zuhanást, erős szelet, heves zivatarokat, jégesőt hozva magával.

A hidegfront vonulása nyugatról keleti irányba jól követhető volt például az Országos Meteorológiai Szolgálat weboldalának hőmérsékleti és radarképein. Van azonban egy technika, amely akár a szakemberek számára is meglepő módon képes hasonló módon a légköri aktivitás követésére, sőt bevethető az időjárás-előrejelzésben is. Ez a technika nem más, mint a GPS, vagy újabb elnevezéssel a GNSS (ez az összefoglaló neve valamennyi műholdas helymeghatárotó rendszernek)!

A GNSS mérések „klasszikus” alkalmazása a helymeghatározás, kezdve a ma már tömegesen használt kézi navigációs eszközöktől egészen a cm-es pontosságú, valós idejű geodéziai műszerekig. Ez utóbbi alkalmazáshoz permanens GNSS állomásokat kell működtetni – hazánkban ez a Földmérési és Távérzékelési Intézet (FÖMI) Kozmikus Geodéziai Obszervatóriuma (KGO) által működtetett GNSSnet.hu. Az állomások adatait a hálózat központjában, Pencen folyamatosan feldolgozzák. A GNSS Analízis Központ a Magyar Űrkutatási Iroda (MŰI) részleges anyagi támogatásával működik. A feldolgozás egyik, hazánkban eddig nem használt „mellékterméke” az ún. légköri késleltetési paraméter.

A GNSS műholdak által kibocsátott és a műszereink által vett elektromágneses (rádió-) jeleknek át kell haladniuk a teljes légkörön. A fizikából jól ismert fénytörés következtében a hullámok légkör változó sűrűsége és páratartalma miatt nem egyenes vonalban terjednek és emiatt késést szenvednek. Az „extra” út, amit a jelek így megtesznek, kb. 2,5 méter, amely több mint 90%-ban leírható általános légköri modellekkel. A fennmaradó rész viszont a légkör aktuális állapotának és páratartalmának a függvénye. Ez utóbbi rész a hálózati GNSS mérésekből meghatározható!

A GNSSnet.hu állomáshálózat mérési adataiból számított troposzférikus késleltetési paraméter eloszlása Magyarország fölött, a múlt szombati vihar átvonulásának három kiválasztott órájában (11, 16 és 20 órakor). Piros szín jelzi a magasabb értékeket. Itt egy teljes animáció (kb. 1,8 Mbyte, gif formátum) is megtekinthető, csak a modellhez képest számított korrekciókat ábrázolva.

A légköri késleltetés vizsgálatával, kiegészítve azt felszíni meteorológiai mérésekkel, meghatározható pl. a légkörben lévő ún. kihullható vízmennyiség (az a potenciális légköri víztartalom, ami csapadék formájában kihullhat). Ha a GNSS mérések feldolgozása közel valós időben történik, ez a paraméter beépíthető az időjárás-előrejelzési modellekbe, tovább pontosítva azokat! Az EUMETNET E-GVAP programja keretében a GNSS hálózatokat operatív módon alkalmazzák a meteorológusok. Hazánkban is megkezdődtek az előkészületek a GNSS meteorológiai alkalmazásának vizsgálatára, a BME, az OMSZ, a FÖMI KGO, az MTA GGKI és az ELTE közös OTKA kutatási programot kíván indítani.

Visszatérve a július 18-i viharra: a FÖMI KGO GNSSnet.hu állomáshálózata méréseinek analízisével óránként határozzuk meg valamennyi állomásra a légköri késleltetés értékét (a számításokat egyelőre kétnapos eltolódással tudjuk elvégezni). Kísérleti és demonstrációs jelleggel e paraméterek alapján óránkénti izovonalas térkép-sorozatot készítünk. A FÖMI KGO honlapjáról elérhető gif-animáció alapján tökéletesen követhető a hidegfront vonulása! Ahhoz azonban, hogy ebből a „nyers” GNNS légköri késleltetési adatból az időjárás-előrejelzéshez is alkalmazható adat legyen, még további kutatás-feljesztésre lesz szükség.

Kenyeres Ambrus, Oberle Zoltán
FÖMI Kozmikus Geodéziai Obszervatórium / MTA-BME Fizikai Geodézia és Geodinamikai Kutatócsoport