Naši vědci z HGF umí měřit i počasí

Vědci z Katedry geoinformatiky Hornicko-geologické fakulty VŠB-TUO spolupracují se zahraničními odborníky na zkvalitňování předpovědí počasí. Využívají k tomu globální navigační družicové systémy. 

Globální navigační družicové systémy (GNSS) využíváme v každodenním životě pro určování vlastní polohy a návaznou navigaci v prostoru. Signály vysílané družicemi těchto systémů procházejí zákonitě také atmosférou Země. A v její části nejbližší zemskému povrchu, troposféře, dochází ke zpoždění šíření signálu také z důvodu výskytu vodních par. Ty jsou jedním z důležitých činitelů ovlivňujících stav a vývoj počasí. 

Analýzou signálů z GNSS přijímačů jsme schopni určovat také aktuální stav obsahu vodních par v troposféře, pomocí tzv. metody GNSS meteorologie. Informace o obsahu vodních par jsou následně využitelné v meteorologii pro zkvalitnění předpovědí počasí, zejména předpovědi srážek v numerických předpovědních modelech počasí, či v tzv. meteorologickém nowcastingu. Ten slouží pro krátkodobé předpovídání vývoje počasí a je důležitý zejména při výskytu extrémních jevů počasí, k nimž dochází vzhledem ke globální změně klimatu stále častěji. 

Doc. Ing. Michal Kačmařík, Ph.D., vedoucí Katedry geoinformatiky, se k GNSS meteorologii dostal již během práce na své diplomové práci a věnuje se jí doposud. Spolupracuje s kolegy z Výzkumného ústavu geodetického, topografického a kartografického a se zahraničními odborníky na zpracování signálů GNSS a meteorologii, například z Německa, Belgie, Holandska, Francie či Velké Británie. „V posledních letech se věnuji pokročilým GNSS troposférickým produktům a hledám metody, které meteorologům pomohou ještě více,“ říká o své práci. Jedním z těchto pokročilých troposférických produktů jsou například horizontální gradienty troposféry, které ukazují, jaké je rozložení vodních par také v okolí přijímače.

Globální navigační družicové systémy, mezi které se řadí i právě dokončovaný evropský systém Galileo, mají řadu aplikací, o kterých lidé obvykle vůbec nevědí, i když mají GPS (GNSS) přijímač ve svém mobilním telefonu. Technologie GNSS je používána v monitorovacích systémech varujících před zemětřeseními, sesuvy půd či sopečnou aktivitou. Za zmínku v tomto směru jistě stojí také aplikace využívající GNSS ne pro určování polohy, ale pro velmi přesné a celosvětově synchronní určování času. To nachází své uplatnění v telekomunikacích, energetickém průmyslu či v bankovnictví. 

V operační meteorologii jsou výstupy analýzy signálů GNSS využívány již více než deset let.  Jelikož vodní pára je také jedním z důležitých skleníkových plynů a na některých pozemních stanicích vybavených přijímači GNSS jsou k dispozici observace za již více než dvacetiletí, začínají se o tato data zajímat také klimatologové.

Obr.: Vlevo ukázka hodnot obsahu vodních par v atmosféře určeného ze sítě pozemních přijímačů GNSS zachycující oblast vlhkého vzduchu (odstíny žluté-červené), vpravo tatáž situaci z pohledu meteorologické družice Meteosat MSG (zdroj: http://www.eumetrain.org/).