ROHP-PAZ es una misión de oportunidad: El satélite español de observación de la Tierra PAZ, con fecha prevista de lanzamiento para el 2013 (finalmente lanzado satisfactóriamente el 22 de febrero de 2018), se diseñó inicialmente para operar un Radar de Apertura Sintética (SAR, acrónimo en inglés) como principal y única carga útil. Incluía un receptor avanzado de señales de los Sistemas Globales de Navegación por Satélite (GNSS, acrónimo en inglés) para determinación precisa de su órbita. El diseño de este receptor GNSS en particular, permite el seguimiento de señales en geometría de ocultación, o sea, señales transmitidas por satélites de navegación cuando éstos se "ponen" bajo el horizonte de la Tierra (o se levantan). El Ministerio Español de Ciencia e Innovación (MICINN) aprobó una propuesta con el objetivo de modificar los planes originales de PAZ, y añadir una carga de Radio-Ocultaciones (RO) GNSS. Esto significa activar las capacidades de IGOR+ para realizar radio-ocultaciones, juntamente con la adquisición e instalación de una antena GNSS orientada hacia el limbo de la Tierra.
La técnica de las radio ocultaciones se originó en el campo de las ciencias planetarias, para el estudio de las atmósferas de otros planetas, y mide la torsión de la propagación del radio-enlace causada por los gradientes de refractividad de la atmósfera. Esta torsión se pude utilizar para extraer perfiles verticales de radio-refractividad, de los cuales se pude obtener el contenido electrónico de la ionosfera, junto con variables termodinámicas atmosféricas como la presión, temperatura, y el vapor de agua desde la estratosfera hasta la capa límite, con una resolución vertical de unos 300 m. Los perfiles termodinámicos de RO se asimilan operacionalmente en diferentes modelos globales de predicción del tiempo (NWP, acrónimo en inglés) [Healy et al., 2005]. Resultados recientes muestran que las RO mejoran la predicción del tiempo, reduciendo las desviaciones de los modelos de NWP, y resultando el sistema observacional operacional con el 5o mayor impacto entre los 24 sistemas utilizados [Cucurull and Derber, 2008, Cardinali, 2009]. El uso de RO GPS es pues una componente clave del sistema observacional operacional [NRC, 2007].
Desde 1995, orbitan o han orbitado diferentes misiones de RO GNSS, entre ellas: GPS/MET, Oersted, CHAMP, SAC-C, o GRAS/METOP. Desde 2006, la fuente principal de datos de RO es una constelación de 6 satélites de baja órbita, la misión de Taiwan/EEUU FORMOSAT-3/COSMIC, en forma de perfiles globalmente distribuidos. Sin embargo, hay riesgo que el número de perfiles de RO caiga drásticamente después de la finalización de la constelación COSMIC. Con una vida esperada de 5 años, el sistema COSMIC ya empezó a degradarse durante el 2011. El lanzamiento del satélite PAZ está previsto para cuando esto pase, y antes que una posible nueva constelación de RO sea lanzada.
Además, ROHP-PAZ es un experimento de demostración-de-concepto: por primera vez en la historia, medidas de RO GNSS serán obtenidas en dos polarizaciones, para explotar las posibles capacidades de las radio ocultaciones polarimétricas para detectar y cuantificar precipitaciones intensas. Si se demuestra el concepto, PAZ supondrá una nueva aplicación de las observaciones de radio-ocultaciones GNSS, dando perfiles termodinámicos e información de lluvia perfectamente coincidentes, con gran resolución vertical, en regiones cubiertas de nubes gruesas.
Esto puede ayudar a entender las condiciones termodinámicas bajo las cuales pasa la precipitación intensa, cosa relevante porqué estos fenómenos resultan difíciles de predecir con las parametrizaciones actuales de los modelos meteorológicos y climáticos. Una comprensión mejorada de la termodinámica de la lluvia intensa es necesaria para mejorar los modelos climáticos y cuantificar el impacto que tendrá la variabilidad climática sobre la precipitación [Wentz et al., 2007, Allan and Soden, 2008]. La ventaja particular de las RO GNSS polarimétricas es que sus señales están en el espectro de micro-ondas que, contrariamente a los sensores en infrarrojo, está poco influenciado por las nubes, ni siquiera por las nubes gruesas que están típicamente asociadas a la precipitación intensa.
[actualización Dic,2019]
El satélite PAZ finalmente se lanzó el 22 de febrero de 2018. El experimento ROHP se activó el 10 de mayo de 2018, y los análisis de las primeras etapas del experimento muestran consistencia entre las mediciones de cambio de fase y la presencia de fuertes precipitaciones. Los estudios muestran firmas más grandes para precipitaciones más fuertes, lo que confirma los estudios teóricos realizados antes del lanzamiento [Cardellach, 2019].
