"Трафик и погода, вместе в час!" транслирует вашу местную радиостанцию, а ваш смартфон знает погоду на полпути по всему миру. Сеть спутников, вращающихся вокруг Земли и собирающих горы данных, делает возможным такой постоянный и широкий доступ к точным прогнозам погоды. Только один спутник, такой как геостационарный оперативный экологический спутник-R Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA), запущенный в 2016 году, может собрать 3.5 терабайт данных о погоде в день.
Но как ученые обеспечивают достоверность спутниковых данных о погоде? Они могут сравнивать оперативные данные с высококачественными эталонными данными со спутников на орбите. Предоставление таких ресурсов является целью Глобальной космической интеркалибрационной системы (GSICS), международного консорциума из 15 спутниковых агентств, которые сотрудничают в области мониторинга спутников и разработки методов для обеспечения качества их метеорологических данных.
«Качество спутниковых данных влияет на то, насколько подготовленными могут быть страны - и весь мир - к событиям, связанным с погодой», - сказал заместитель директора GSICS Маник Бали, научный сотрудник междисциплинарного факультета наук о системе Земли. Центр (ESSIC), совместный центр Университета Мэриленда и Центра космических полетов имени Годдарда НАСА. Бали также является филиалом NOAA.
Всемирная метеорологическая организация (ВМО), специализированное учреждение Организации Объединенных Наций и Координационная группа по метеорологическим спутникам (КГМС), запустили GSICS в 2005 году. ESSIC предоставляет персонал и инфраструктуру для поддержки GSICS, включая серверы, необходимые для обмена данными между сотрудниками GSICS по всему миру, что позволяет агентствам-членам отслеживать метеорологические спутники и исправлять аномалии измерений в режиме реального времени.
Один из прорывов GSICS произошел в 2011 году, когда была опубликована статья, демонстрирующая, что алгоритм, разработанный GSICS, скорректировал разницу температур примерно в 3 градуса Цельсия между двумя спутниками. Результаты были опубликованы в Бюллетене Американского метеорологического общества. Хотя эта разница температур может показаться незначительной, страны мира недавно заключили Парижское соглашение по климату, целью которого является ограничение глобального потепления максимум на 2 градуса Цельсия выше доиндустриальных температур.
Также в 2011 году Ченг-Чжи Цзоу, ученый-исследователь NOAA и бывший председатель Микроволновой подгруппы GSICS, интеркалибровал климатические данные за 38 лет, начиная с 1979 года, для создания того, что NOAA называет записью фундаментальных климатических данных (FCDR).). FCDR был опубликован в Journal of Geophysical Research: Atmospheres.
На осеннем собрании Американского геофизического союза (AGU) в декабре 2016 года Бали продемонстрировал, что FCDR Зоу подходит для мониторинга микроволновых спутников, включая микроволновый эхолот Advanced Technology на борту Объединенной полярной спутниковой системы NOAA/NASA (JPSS). После запуска JPSS заменит устаревшую Национальную полярно-орбитальную оперативную спутниковую систему наблюдения за окружающей средой и обеспечит полный глобальный мониторинг два раза в день. Бали ожидает, что FCDR поможет отслеживать и корректировать данные, собранные во время миссий JPSS.
На недавней встрече AGU Бали также продемонстрировал, что Инфракрасный интерферометр зондирования атмосферы (IASI) Европейской организации по эксплуатации метеорологических спутников и Инфракрасный зонд атмосферы НАСА демонстрируют достаточно стабильное поведение, чтобы служить в качестве ориентиров на орбите. Калибровка по этим спутникам может снизить погрешность с 2 градусов Цельсия до менее 0.1 градус Цельсия.
«Это вселило огромную уверенность в калибровочное сообщество GSICS, которое использует IASI-A в качестве эталона на орбите для мониторинга своих геостационарных спутников», - сказал Бали.
Двигаясь вперед, коллеги Бали из ESSIC будут продолжать поддерживать научные цели спутниковой миссии JPSS через Совместный институт климата и спутников (CICS), которым управляет ESSIC и который был создан в 2009 году за счет соглашение с NOAA.
«Лидерство ESSIC в поддержке этих глобальных инициатив очень важно», - сказал Бали. «Заглядывая вперед, я вижу гораздо более тесное взаимодействие между NOAA и ESSIC/CICS, что поможет NOAA возглавить глобальные усилия по калибровке спутников».