Искаженные GPS-сигналы раскрывают скорость ветра в ураганах

Исследователи нашли способ использовать сигналы GPS для измерения и картирования скорости ветра в ураганах, анализируя, как эти сигналы искажаются при отражении от бушующей морской поверхности. Новый метод был разработан учеными из NASA (Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США) и NOAA (Национальное управление океанических и атмосферных исследований США).

Усовершенствованные измерения скорости ветра могут помочь метеорологам точнее прогнозировать интенсивность штормов и их траекторию, а также лучше понять механизмы их формирования в глобальном масштабе. Технология, протестированная на самолетах-«охотниках за ураганами» NOAA, способна недорого обеспечить гораздо более обширную картину ветровых полей в шторме по сравнению с текущими методами. Статья с описанием метода принята к публикации в журнале Radio Science.

Метод основан на анализе отраженных GPS-сигналов. Радиоволны от спутников GPS, отражаясь от водной поверхности, искажаются из-за волнения: чем сильнее ветер, тем более «взволнованной» и рассеивающей становится поверхность. Приемники на борту самолета сравнивают сигналы, пришедшие напрямую со спутников, с их отражениями от моря, вычисляя скорость ветра с точностью лучше 5 метров в секунду.

Стандартный метод измерения предполагает сброс с самолетов дорогостоящих одноразовых зондов-dropsondes (около $750 за штуку), которые обеспечивают более точные данные (около 0.5 м/с), но в ограниченных точках. Новая GPS-система может работать непрерывно, заполняя пробелы между зондами и обеспечивая общую картину. «Вы и так собирались иметь эти GPS-системы на борту, так почему бы не получать дополнительную информацию об окружающей среде», — отмечает Стивен Кацберг из Исследовательского центра NASA в Лэнгли.

Технология работает только над крупными водными пространствами и не применима над сушей. В будущем метод может быть реализован на спутниках: в 2016 году NASA планирует запуск системы малых спутников CYGNSS для мониторинга скорости ветра в штормах из космоса. Также возможно использование мощных сигналов от спутников телевидения и радио, что делает подход крайне экономичным.