A békák nyomában, avagy a GNSS infrastruktúra szerepe a légkör vízpáratartalmának meghatározásában

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "A békák nyomában, avagy a GNSS infrastruktúra szerepe a légkör vízpáratartalmának meghatározásában"

György Fekete
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 A békák nyomában, avagy a GNSS infrastruktúra serepe a légkör vípáratartalmának meghatároásában ósa Sabolcs BME, Általános és Felsőgeodéia Tansék

2 Tartalom GNSS méréseket terhelő sabályos hibák, a troposféra hatása a jelterjedésre; A integrált vígőtartalom és a hidrostatikus késleltetés össefüggése; A köel valósidejű feldolgoórendser felépítése; Kedeti eredmények; A GNSS meteorológia OTKA projekt rövid bemutatása;

3 A GNSS mérések sabályos hibái

4 A troposféra hatása a jelterjedésre A egyre sűrűbb légrétegben a terjedési sebesség csökken, eáltal a jelek késleltetve érkenek a vevőbe: TD = HD + WD A terjedési sebesség és a fénysebesség köötti össefüggést a törésmutató adja meg: n = A troposféra okota teljes késleltetés tehát: c v TD ( ) 6 n 1 ds = 10 trop = N ds

5 A troposféra hatása a jelterjedésre A N refraktivitás meghatároható a alábbi egyenlettel (Essen Froome): Pd e e N = k1 + k2 + k3 2 TZ TZ T Z ahol k 1,k 2,k 3 tapastalati konstansok P d a sára levegő nyomása e a parciális páranyomás T a hőmérséklet Z d és Z w a kompressibilitási tényeők d A valódi gáok állapotegyenletét felhasnálva a enitirányú teljes késleltetés a alábbi alakra hoható: w W ZTD = 10 6 k 1 d tfh 6 d 6 ρ d + 10 v k2 k1 ρv d + 10 k3v ant v tfh ant tfh ant ρv T d hidrostatikus nedves (vígő okota)

6 A troposféra vígőtartalmának becslése Ha megfordítjuk a helymeghatároás problémáját (ismerjük a vevők helyetét), akkor bármelyik hibaforrás hatása meghatároható a adatokból, így a troposféra okota teljes késleltetés is. ZWD = ZTD ZHD Hogyan teremthetünk össefüggést a troposféra vígőtartalma és a enitirányú nedves késleltetés köött? Definiáljuk a integrált vígőtartalmat (IWV): tfh IWV = ρ v d ant Hasonló integrál serepelt a enitirányú nedves késleltetés képletében is: ZTD = 10 6 k 1 d tfh 6 d 6 ρ d + 10 v k2 k1 ρv d + 10 k3v ant v tfh ant tfh ant ρv T d

7 A troposféra vígőtartalmának becslése Veessük be a vígő átlagos hőmérsékletét: Ekkor a enitirányú nedves késleltetés a alábbi alakban írható fel: Melyet átrendeve: = tfh ant tfh ant v v m d T d T ρ ρ m v v d v T IWV k IWV k k ZWD = ZWD T k k k IWV m v d v + + = ( ) + + = m v d v m T k k k Q T

8 .,. A integrált vígőtartalom és a ZWD össefüggése Lehetséges modellek: Bevis modell T = 70,2 + 0, 72 m T f Emardson Derks modell 1 Q T ( ) f = a 0 + a 1 ( T T ) + a ( T T ) 2 f 2 f a 0 =6,458 m 3 /kg; a 1 = 1, m 3 /kg/k, a 3 = 2, m 3 /kg/k és T=283,49 K haai éves modell T = 82,3 + 0, 675 m T f haai havi felbontású modell

9 .,. A integrált vígőtartalom és a ZWD össefüggése a hónap b Kelvin hónap Hónap a b σ N Év (OMSZ)

10 .,. A GNSS mérések hatása a előrejelés pontosságára Csapadékelőrejelés GPS mérések nélkül Mért csapadékmennyiség 12 óra alatt Csapadékelőrejelés GPS mérésekkel Forrás: EUMETNET E GVAP

11 .,. A köel valósidejű feldolgoó rendser

12 ádiósondás mérések

13 .,. ádiósondás éslelések Megtörtént a rádiósondás feldolgoósoftver fejlestése; naponta legyűjtjük a térségben található 25 rádiósondás állomás adatait (6 24 óra időbeli felbontás) és feldolgouk aokat (IWV, ZHD, ZWD, ZHD korrekció, troposféra magassága, tropopaua magassága, tropopaua nyomássintje, felsíni mérési adatok) adatbáisba mentjük a adatokat; beseretük a 1994 től elmentett archív adatokat, így több mint rádiósondás éslelés áll rendelkeésünkre; nyitott kérdések: a feldolgoósoftver validációja; a hidrostatikus össetevő korrekciója (1 5cm es nagyságrendű);

14 .,. ádiósondás éslelések

15 ádiósondás éslelések

16 ádiósondás éslelések modell min max várh.ért. sórás Saastam. 7.2 mm +3.6 mm 2.0 mm 1.4 mm ZHD=ap+b 5.3mm +5.5 mm 0.0 mm 1.4 mm ZHD=ap 5.3 mm +5.5 mm 0.0 mm 1.4 mm

17 A feldolgoott állomáshálóat Össesen 86 állomás: 17 IGS 17 EUEF 52 GNSSNet

18 A feldolgoott állomáshálóat

19 Felsínköeli meteorológiai mérések 41 reptéri meteorológiai állomás

20 Köel valósidejű GPS feldolgoás

21 Köel valósidejű GPS feldolgoás

22 Össevetés rádiósondás mérésekkel Megoldás min max átlag Sórás ZHD a Saastamoinen 0,6 3,6 1,8 1,1 modellből ZHD a rádiósondás mérésből 1,7 1,3 0,2 1,0

23 .,. Kérdések ádiósondás mérésekből sármaó IWV köéphibája? GNSS mérésekből a köéphiba nagyságrendileg +/ 1mm körüli; A mérések időbeli és térbeli össehangolása is kérdéseket vet fel: sonda sodródása; sondáás időtartama felbocsátás időpontja; A hidrostatikus össetevő modelleésében kell előrelépnünk. Lehetőleg felsíni meteorológiai adatok (vagy előrejelő modellek) segítségével kell modellenünk a hidrostatikus össetevőt, így a nedves össetevő meghatároása pontosítható (a rádiósondás mérésektől való függés csökkenthető);

24 .,. GNSS meteorológia OTKA pályáat BME FÖMI/KGO ELTE MTA/GGKI OMSZ kooperáció ( ) Cél: a köel valósidejű, meteorológiai célú GNSS feldolgoás megvalósítása Kapcsolódás a EUMETNET E GVAP projektjéhe

25 .,. GNSS meteorológia OTKA pályáat Néhány semelvény a kutatási tervből: felsíni meteorológiai éslelések integrálása (META, METNET, OMSZ) köel valósidejű GNSS feldolgoás optimális megvalósítása (feldolgoási eljárás és idősükséglet optimaliálása); a eredmények validálása (sűrített rádiósondás mérések különböő időjárási situációkban 50eFt/sonda) a hidrostatikus össetevő modelleésének finomítása (rádiósondás mérésekhe történő illestéssel vagy felsíni mérések alapján történő modelleéssel) GNSS/GPS tomográfia megvalósíthatóságának visgálata (óvatos célkitűés, de nagy remények)

26 .,. GPS tomográfia 4D vígőtartalom modell a elv egyserű, a megvalósítás már nehéségekbe ütköik (műholdgeometria) peremfeltételek (pl. rádiósondás mérések)

27 .,. Kösönöm a figyelmet!

Hasonló dokumentumok

Meteorológiai Tudományos Napok 2013 november 21-22.

Meteorológiai Tudományos Napok 2013 november 21-22. Horváth Gyula, Putsay Mária, Sebők István, Németh Péter, Steib Roland, Varga Bálint, Rózsa Szabolcs Veszélyjelzés Numerikus modellezés Megfigyelés A