Productos troposféricos de SIRGAS. ¿Qué son? ¿Para qué sirven? Estado al 2020 y perspectivas futuras

M.V. MACKERN; M.L. MATEO; M.F. CAMISAY; P. A. ROSELL; G. GRANADOS; P. V. MORICHETTI.

Mendoza

Jornada; XII Jornadas de Investigación UMaza 2020; 2020

Universidad Juan Agustin Maza

El vapor de agua en la Troposfera es uno de los componentes menos comprendidos y escasamente descriptos de la Atmósfera terrestre. La medición del mismo se realiza tradicionalmente mediante radiosondas (técnica costosa, dado que se pierde en cada lanzamiento). Motivó nuestra investigación (iniciada hace más de 10 años atrás) el interés por buscar una técnica alternativa mediante el retardo que experimenta la señal GNSS, que permitiese mejorar su determinación y variabilidad espacio-temporal, sin necesidad de invertir significativos costos. Esta investigación la llevamos a cabo dentro de SIRGAS (Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas) y tiene como objetivo sumar nuevos productos desde la red de estaciones GNSS de monitoreo continuo SIRGAS-CON. Dichos productos troposféricos, factibles de ser utilizados en investigación climatológica y meteorológica dan un valor agregado a la red SIRGAS-CON, dado que permiten que la misma se convierta en una red de monitoreo atmosférico prácticamente sin costo adicional de infraestructura de medición.Partiendo de las observaciones continuas de las estaciones GNSS operativas de SIRGAS (más de 400 distribuidas en América del Sur, Central y Caribe), se calcula el retardo cenital troposférico siguiendo el método descripto por Calori A. en el 2013. A partir de un procedimiento de automatización y validación descripto por Mackern en el 2019 aplicando valores de presión atmosférica y temperatura extraídos de ERA5 (https://cds.climate.copernicus.eu/) se calcula de manera horaria en cada una de las estaciones de la red SIRGAS-CON operativas el Vapor de agua troposférico (IWV), permitiendo su monitoreo espacial y temporal sobre la región Latinoamericana con una densificación sin precedentes. A la fecha se dispone de una serie temporal de la variable desde el 2008 a la fecha.Avanzando hacia productos que contribuyan a la meteorología se ha aplicado una metodología que aplicando la técnica de PPP (Posicionamiento Puntual Preciso), permita estimar ZTD, más rápidamente (con un retardo inferior a 48hs). Esta se aplicó, al total de estaciones GNSS de Argentina operativas durante el año 2019. En este caso se optó por utilizarán datos de presión y temperatura de estaciones online del Servicio Meteorológico Nacional, fue necesario hacer un análisis de las distintas fuentes de información. Se seleccionaron los registros de ?tiempo presente? (publicados cada hora por el SMN) y los registros denominados ?datos horarios? (publicados a las 24 hs). Con estos se están calculando los valores de IWV a tiempo cuasi real (con 36hs de demora). Se espera que los mismos puedan usarse en la mejora de los modelos numéricos del tiempo y en los modelos de pronóstico regional. Las primeras series (año 2019) de ZTDPPP y de IWV a tiempo cuasi real están en proceso de validación para lo cual se están utilizando las obtenidas de los ZTD provenientes del posprocesamiento y valores externos de radiosondeos. Water vapor in the Troposphere is one of the least understood and poorly described components of the Earth's Atmosphere. Its measurement is traditionally carried out using radiosondes (an expensive technique, since it is lost with each launch). Our research (started more than 10 years ago) motivated the interest in searching for an alternative technique through the delay experienced by the GNSS signal, which would allow to improve its determination and spatio-temporal variability, without the need to invest significant costs. This research is carried out within SIRGAS (Geocentric Reference System for the Americas) and its objective is to add new products from the SIRGAS-CON, a GNSS continuous monitoring network. These tropospheric products, feasible to be used in climatological and meteorological research, add value to the SIRGAS-CON network, since they allow it to become an atmospheric monitoring network with practically no additional cost of measurement infrastructure.Starting from the continuous observations of the SIRGAS operational GNSS stations (more than 400 distributed in South, Central America and the Caribbean), the tropospheric zenith delay is calculated following the method described by Calori A. in 2013. From a procedure of automation and validation described by Mackern in 2019 applying atmospheric pressure and temperature values extracted from ERA5 (https://cds.climate.copernicus.eu/) is calculated hourly in each of the operative stations of the SIRGAS network, the tropospheric water vapor (IWV), allowing its spatial and temporal monitoring over the Latin American region with unprecedented densification. There is currently a time series for the variable from 2008 to date..Moving towards products that contribute to meteorology, a methodology has been applied that, applying the PPP technique (Precise Point Positioning), allows estimating ZTD, with a delay of less than 48 hours. This was applied to the total GNSS stations in Argentina during 2019. In this case, it was decided to use pressure and temperature data from online stations of the National Meteorological Service (SMN), it was necessary to make an analysis of the different sources of information. The ?present time? records (published every hour by the SMN) and the records ?hourly data? (published at 24 hours) were selected. With these, the IWV values are being calculated in quasi real time (with a delay of 36 hours). It is expected that they can be used to improve numerical weather models and regional forecast models. The first series (year 2019) of ZTDPPP and IWV in quasi real time are in the process of validation, for which they are using those obtained from the ZTD from post-processing and external radiosonde values.