[FPU2019] Análisis y explotación de datos satelitales

El satélite español PAZ se lanzó en Febrero del 2018, y en Mayo del mismo año se activó su experimento de radio ocultaciones polarimétricas con señales GPS. Este experimento, llamado ‘Radio Ocultaciones y Precipitación Intensa en PAZ’ (ROHP-PAZ, acrónimo en inglés) pretende comprovar una nueva técnica de teledetección de lluvia intensa y otros hidro-meteoros (hielo en nuves, partículas en fase mixta), que de ser demostrada supondría el primer sensor capaz de medir perfiles verticales de precipitación intensa y también de parámetros termodinámicos (temperatura, presión, humedad). El concepto de medida fue concebido y desarrollado en el grupo de Observación de la Tierra del ICE-CSIC, responsables de la missión ROHP-PAZ.

La técnica de radio ocultaciones GPS es una técnica madura que utiliza señales de los satélites de navegación, recibidos desde otro satélite a baja órbita, cuando el primero se ‘pone’ bajo el horizonte. Los gradientes verticales de la atmósfera curvan los rayos. El ángulo de esta flexión se puede medir con mucha precisión con GPS, y se puede invertir a perfiles verticales de temperatura, presión y humedad. Los datos de radio ocultaciones se asimilan de forma operacional en los centros de predicción del tiempo, continuamente desde 2006.

La novedad del experimento a bordo de PAZ es que, por primera vez, la recepción de señales GPS en radio ocultación adquiere sus dos polarizaciones lineales, la horizontal y la vertical. La hipótesis del experimento es que el retardo relativo entre ambas polarizaciones tiene relación con la lluvia intensa y otros hidro-meteoros que el rayo GPS ha cruzado. De este modo, además de los perfiles verticales termodinámicos, la técnica también extrae información de precipitación e hidro-meteoros. Al no haber ningún otro sensor capaz de dar esta información colocada y simultánea, los datos del experimento a bordo de PAZ tienen el potencial de contribuir a entender mejor los fenómenos de lluvias intensas, fenómenos poco entendidos en el momento, difíciles de modelar, y uno de los que tiene más incerteza en las proyecciones climáticas. Contribuir a entender y modelar mejor estos fenómenos puede ayudar a afinar las proyecciones climáticas y como variaran este tipo de fenómenos con la evolución del clima.

Los resultados obtenidos durante los primeros meses del experimento, publicados en 'Geophysical Research Letters', apoyan la hipótesis del experimento: las señales polarimétricas son sensibles a precipitación intensa, sus perfiles verticales son consistentes con las estructuras convectivas observadas, y además se aprecia gran sensibilidad también a hidro-meteoros en la fase mixta y hielo de nuves. Estos resultados positivos nos empujan a madurar el análisis de los datos, para desarrollar e implementar algoritmos de inversión de datos y buscar modos de utilizar los resultados para estudios de meteorología y clima. La tesis doctoral pivotaría entre las tareas del desarrollo de algoritmos, análisi de datos y su explotación científica. Los resultados tienen un gran impacto potencial, pues es el primer y único experimento de este tipo en el mundo, y el doctorando realizaría la tesis en el grupo que ideó el concepto, responsable del experimento, y central en la red internacional que investiga esta técnica (NASA/JPL, NOAA, UCAR, UCLA, entre otros).