Новое применение системы глобального позиционирования

Специалисты из JPL — Лаборатории реактивного движения НАСА (г. Пасадена, Калифорния) исследуют возможность использования радиосигналов, излучаемых спутниками системы GPS, для картографирования океанических вихрей. Такие вихри оказывают влияние на климат прибрежных регионов, а также играют немаловажное значение в улучшении показателей промысловой рыбодобычи.
По мнению доктора Стивена Лоуи (Stephen Lowe), они представляют собой "одно из наименее изученных составляющих модели климата Земли". Под руководства доктора Лоуи в настоящее время осуществляется эксперимент, который позволит определить, с какой эффективностью можно использовать GPS для определения высот поверхности моря. Океанические вихри представляют собой области кругового течения, направленные против основного течения. Температура поверхности теплых вихрей выше, чем у окружающей воды, а холодных — наоборот, ниже. Размер вихрей может составлять от 10 до 100 км. Вследствие малых размеров и недолговечности, как правило, их не удается исследовать с помощью современных спутниковых альтиметров.
Лоуи и его коллеги предложили использовать для картографирования небольших круговых образований в океане сигналы спутников GPS, отраженные от поверхности воды. "Вихри невелики по размерам, но роль их весьма велика", — говорит доктор Ю Шао (Yi Shao), коллега Лоуи. — "С ними связаны многие аспекты физики океана, а также климата. Однако мы не обладаем достаточной информацией о них, чтобы учесть вихри при моделировании процессов. Такие вихри во многом определяют погоду в прибрежных районах, они важны для рыболовства, поскольку именно в районах вихревого течения рыба ищет пищу. В открытом океане благодаря вихрям богатые питательными веществами донные слои холодной воды поднимаются к поверхности, играя важную роль в цикле кругооборота углерода на планете".
В ходе первого эксперимента исследователи предполагают зарегистрировать сигналы GPS, отраженные от водной поверхности, и продемонстрировать тем самым возможность их использования для определения высот участков водной поверхности. Следующий эксперимент позволит провести непосредственные измерения высот поверхности океана с точностью, достаточной для картографирования океанических вихрей. Современные специализированные спутниковые альтиметры позволяют измерить высоту до поверхности океана по времени, необходимому радиосигналу для того, чтобы дойти до поверхности океана и, отразившись, вернуться обратно. Такие измерения позволяют обеспечить точность измерения высот до 2 см, однако только в области, над которой пролетает спутник. Для картографирования всего мирового океана с их помощью требуется до 10 дней. Срок жизни вихрей составляет одну-две недели, так что с помощью спутников удается собрать лишь отрывочные сведения о процессах развития вихрей.
Новая методика позволит проводить измерения высот водной поверхности океана с орбиты с помощью лишь пассивного приемника. Он будет регистрировать сигналы, постоянно посылаемые GPS-спутниками и отраженные от поверхности океана. В каждый момент времени он сможет измерять высоты в десяти различных участках, расположенных в тысячах километрах друг от друга. 10 таких спутников смогут одновременно проводить измерения в ста участках водной поверхности одновременно; тем самым открывается возможность глобального картографирования океанических вихрей.

(Cnews по материалам SpaceFlightNow).