Meteoroloji GPS uygulama tekniğidir meteoroloji 2000'lerde geliştirilmiş ve özelliklerini kullanarak kırılma bölgesinin su buharı , varyasyon basınç ve sıcaklık bir uydudan sinyal uydu - radyo sisteminin seyir (GPS). Toplam nem ölçümü bir alıcı istasyondan zemin ve tarih: iki ana uygulama vardır radiosonde tarafından radyo occultation .
GPS sisteminin doğruluğu ve dayanıklılığı, onu atmosferik su döngüsünü belirlemek için meteorolojide bilimsel bir araştırma aracı yapar. Sayısal hava tahmin modellerini başlatmak ve dolayısıyla özellikle yağış miktarları için daha iyi meteorolojik tahminler yapmak için bir girdi görevi gören çok geniş alanlarda mevcut su buharını ölçmeyi mümkün kılarlar .
Radyonavigasyon uydu sistemlerinin (GPS) prensibi, bir alıcı ile donatılmış bir kullanıcının dünyanın herhangi bir noktasında hassas üç boyutlu konumlandırmaya erişmesine izin veren uydular tarafından bilgilerin yayılmasına dayanır. Atmosferin alt katmanlarını geçerken, troposfer , nemin varlığı ve troposferdeki basınç değişiklikleri, kırılma indisini n ve dolayısıyla radyo sinyalinin yayılma hızını ve yönünü değiştirir .
Kırılma indisi N'yi n'den aşağıdaki gibi tanımlıyoruz :
N'yi ifade eden deneysel formül aşağıdaki gibidir:
Veya
Atmosferden geçiş sırasında ölçülen zaman , yükseklik ile parametrelerin değişimi hesaba katılarak N atmosferinin tüm kalınlığı üzerindeki miktara bağlıdır . Su buharı içeren atmosfere verilen gecikmeyi ve su buharının kısmi basıncı ile terimin sıfır olduğu teorik standart bir kuru atmosferinkini karşılaştırarak ,. Daha sonra, kat edilen sütundaki toplam su miktarı, n formülü ve bazı varsayımlar kullanılarak bulunabilir.
Geçirilen su buharı miktarı , uydunun zirveye (z) göre yükseklik açısına bağlıdır . Bu açı ne kadar büyükse, atmosferden geçen yol o kadar uzun olur. Sinyal gecikmesi bu nedenle 1 / cos z ile orantılıdır . Özel olarak tasarlanmış hava istasyonları, bir veya daha fazla GPS uydusundan sinyal alacak ve bunları, kat edilen mesafeyi hesaba katarak kuru ve iyi karıştırılmış standart bir atmosferdeki alım süresi ile karşılaştıracaktır. Her GPS istasyonu, n formülünü entegre etmek için bir başlangıç noktası olarak hizmet etmek üzere basınç, nem ve yüzey sıcaklığını ölçmek için bir cihazla donatılmalıdır .
Bu zamansal değişimlerden, uydu ile istasyon arasında bulunan ve " toplam çökelebilir su " olarak da bilinen mutlak nemi çıkarmak mümkündür . Bu hesaplama için izlenecek adımlar şunlardır:
Bu tür istasyonlardan oluşan bir ağ, daha sonra, atmosferik nem hakkında yerel ve küçük ölçekli bilgi üretir.
Benzer şekilde, yüksek yörüngede (yaklaşık 20.000 km ) GPS uydusundan gelen sinyal , atmosferden geçtikten sonra alçak bir yörünge tarafından alınabilir ve belirli bir eğrilikten geçtikten sonra uzaya geri dönebilir. Alınan sinyal, uydunun geçişi sırasında belirli bir mesafeden alınabilir ve geçilen atmosferik kalınlığa göre değişen bir gecikme gösterir. Bu radyo okültasyonu , basınç ve sıcaklık değişimini, çaprazlanan hava kütlesinin, yani üst troposfer ve alt stratosferin yüksekliğiyle ölçmeyi mümkün kılar. Bu tür bir sondaj, ışın kısmen alçaldığından ve nem ile zayıfladığından tropik bölgelerde daha az kullanışlıdır. Tüm dünyaya oldukça eşit bir şekilde dağıtılmış olarak, sıcaklık ve nem konusunda büyük ölçekli bilgiler verir.