Эхолот GeoXO (GXS)

NOAA планирует включить в состав спутниковой системы GeoXO прибор гиперспектрального инфракрасного зондирования. Эхолот GeoXO (GXS) будет предоставлять информацию в режиме реального времени о вертикальном распределении атмосферной влаги, ветрах и температуре. Эхолот — это устройство, похожее на камеру, детектор которого чувствителен к многочисленным мелкомасштабным диапазонам инфракрасных волн или диапазонов. GXS будет предоставлять данные о тропосфере (самый нижний уровень атмосферы, где происходит погода) в реальном времени с гораздо более высокой частотой, чем нынешние методы. Он будет использоваться для оценки температуры и влажности атмосферы по высоте, создавая профиль атмосферы. Прибор также предоставит оценки полей ветра.

Инфракрасный свет находится между видимой и микроволновой частями электромагнитного спектра и показывает нам, насколько горячи или холодны объекты, например, слои атмосферы. Оно не видно человеческому глазу. Инфракрасная камера обнаруживает тепло или тепловую энергию (в данном случае атмосферой) с высокой степенью точности, которая определяет разницу температур, то есть сколько инфракрасного света, излучаемого землей и облаками, достигает зонда вместо того, чтобы поглощаться углекислым газом. , водяной пар и другие составляющие атмосферы по пути. Прибор преобразует эти инфракрасные показания в электронный сигнал, обрабатываемый в изображение, которое могут интерпретировать наши глаза. Разным температурам присваивается разная яркость или ложные цвета для облегчения интерпретации.

В настоящее время NOAA использует зонды на спутниках на полярной орбите, которые вращаются от полюса к полюсу и пролетают над определенной территорией один раз в день. Эти инструменты не обеспечивают почти постоянного наблюдения за геостационарным космическим кораблем. Хотя NOAA использовало мультиспектральные зонды на спутниках GOES более раннего поколения, США еще не запускали гиперспектральный инфракрасный зонд на геостационарной орбите. Устаревшие эхолоты GOES имели только 18 спектральных диапазонов, тогда как следующее поколение будет иметь более 1550 диапазонов.

Получение информации о температуре и влажности столба атмосферы от тропопаузы до поверхности с геостационарной орбиты дало бы синоптикам представление о поведении атмосферы там, где происходит погода, и помогло бы им делать более качественные прогнозы. Сюда входят оценки нестабильности атмосферы, чтобы лучше прогнозировать места конвекции.

Сегодня метеорологи и модели погоды полагаются на самолеты, метеозонды и спутники на низкой околоземной орбите. Воздушные суда и метеозонды ограничены по площади и времени. GXS увеличит полное зондирование атмосферы над Соединенными Штатами в десять раз по сравнению с существующими спутниками на низкой околоземной орбите, улучшив отслеживание штормов и мониторинг их силы, а также прогнозирование поведения пожаров и переноса дыма.

Данные GXS будут использоваться в передовых моделях численного прогнозирования погоды и улучшат краткосрочное прогнозирование суровой погоды. Поскольку погодные катастрофы продолжают ухудшаться, инвестиции в улучшение прогнозирования сильных штормов, торнадо и ураганов и прогнозирования текущей погоды имеют решающее значение. Ожидается, что ежечасные данные зондирования с геостационарной орбиты уменьшат ошибку прогноза по США, улучшат региональные прогнозы в США до 40% и улучшат глобальное прогнозирование до 2,5 дней.

GXS будет измерять вертикальные изменения температуры и влажности — наблюдение профиля атмосферы является ключом к прогнозированию конвекции. Прибор будет обнаруживать и отслеживать суровые погодные условия, включая ливневые паводки и торнадо по мере их формирования, а также поможет синоптикам заблаговременно предупреждать жителей о необходимости поиска убежища.

Благодаря информации о температуре и влажности синоптики получат новое представление о конвекции и осадках. Данные GXS позволят отслеживать эти факторы с течением времени, а после их включения в прогностические модели они могут улучшить прогнозы ветра.

Благодаря сканированию каждые 30 минут и с более высоким разрешением, чем у нынешних зондов, прогнозы погоды могут быть предоставлены в течение нескольких часов после сбора данных.