ROHP-PAZ
ROHP-PAZ és un experiment polarimètric de RO GNSS que pretén obtenir simultàniament i sobre la mateixa zona, perfils verticals de variables termodinàmiques atmosfèriques a alta resolució i informació sobre precipitació intensa.
De reeixir, les RO polarimètriques esdevindran la primera tècnica capaç de donar aquestes informacions complementàries sobre precipitació. Això és un input rellevant per als estudis sobre pluges fortes i molt fortes, que avui en dia resulten difícils de predir en qualsevol escala temporal, perquè estan mal representades pels actuals Models Generals de Circulació i de Predicció Numèrica del Temps (GCM i WPM respectivament, acrònims en anglès). Ja que és probable que el canvi climàtic influencii la intensitat i la freqüència amb què els fenòmens de precipitació extrema succeiran, és de vital importància desenvolupar eines per fer avançar el nostre coneixement de l'estructura d'aquests fenòmens intensos [Wentz et al., 2007, Allan and Soden, 2008].
L'experiment ROHP-PAZ farà mesures de Radio Ocultacions a dues polaritzacions lineals, H i V. Les dades obtingudes de forma separada pels port H i V de l'antena de RO, i processades en diferents canals del receptor IGOR+ s'utilitzaran de dues maneres:
Es tracta de la primera vegada que observacions polarimètriques seran adquirides per una missió de RO. Els senyals GNSS, transmesos a banda-L i en polarització circular a dretes (RHCP, acrònim en anglès), estan generalment poc afectats per la cobertura de núvols i la pluja, també anomenats senyals "all-weather" per la seva capacitat de propagar-se a través de qualsevol condició de l'atmosfera Terrestre.
Sent doncs uns senyals tan poc sensibles a pluja i núvols, com pretenem extreure informació de pluja dels GNSS?
D'una banda, el punt més baix del radio-enllaç de l'ocultació (punt anomenat tangent) creua la troposfera de forma tangencial. Tangencialment vol dir de forma molt propera a la direcció horitzontal en un sistema de coordenades local. D'altra banda, les gotes de pluja tendeixen a esdevenir aplanades per l'efecte de fricció de l'aire durant la caiguda, especialment quan els seus diàmetres són propers o majors que ~2 mm, mida típica de gotes de pluja forta i molt forta. Com més intensa és la pluja, major és el diàmetre de les seves gotes i l'aplanament que pateixen. Així, la simetria esfèrica es trenca, i les dimensions localment verticals i horitzontals de les gotes ja no són iguals, cosa que pot afectar de forma diferent les components de polarització horitzontal i vertical del senyal viatjant al llarg del pla localment horitzontal.
Aquest efecte s'espera que sigui petit, ja que els senyals GNSS estan en la banda-L de l'espectre electromagnètic, amb una longitud d'ona electromagnètica d'uns ~20 cm. Això és dos ordres de magnitud per sobre la mida de la gota (règim Rayleigh). Malgrat això, no és la primera vegada que senyals a banda-L s'han despolaritzat per la pluja: Peters et al. (2008) van trobar despolarització dels senyals de telemetria en baixada de GOES (RHCP 1.5 GHz) provocada per la presència de pluja forta al llarg del radio-enllaç. A més a més, els radars polarimètrics en banda-S (3 GHz), amb longituds d'ona electromagnètica d'uns ~10 cm (mateix ordre de magnitud que els senyals banda-L de GNSS), també utilitzen les propietats polarimètriques de les observacions "back-scattering" per quantificar la intensitat de la pluja. Com que els sistemes GNSS donen mesures molt precises de la fase portadora, és probable que el senyal de pluja pugui trobar-se en el comportament de la fase polarimètrica. De fet, la fase diferencial específica utilitzada en els radars polarimètrics a banda-S ha resultat ser un bon estimador de la intensitat de pluja, i no està afectat per l'atenuació.
Hi ha un notable nombre de factors que encara no estan ben caracteritzats: tals com el nivell de soroll d'aquests efectes; la separació entre intensitat de pluja i longitud del camí òptic creuat dintre el volum de precipitació; els efectes de l'angle d'orientació de les gotes (la direcció d'aplanament no sempre és la horitzontal); factors instrumentals i ionosfèrics; multi-path a la mateixa plataforma satel·lital receptora; ...
Així, ROHP-PAZ és un experiment per comprovar el concepte, veure l'ús potencial dels efectes polarimètrics per detectar i quantificar fenòmens de precipitació al llarg del radio-enllaç d'ocultacions.