Per analizzare i cambiamenti climatici o fornire informazioni sui pericoli naturali, Per esempio, è importante che i ricercatori raccolgano conoscenze sulla pioggia. Una migliore conoscenza delle precipitazioni e della loro distribuzione potrebbe, Per esempio, aiutare a proteggere dalle inondazioni del fiume. Sulla terra, le stazioni di monitoraggio possono fornire dati raccogliendo le precipitazioni. Al mare, non è così facile.

Un nuovo approccio da parte di un team attorno a Milad Asgarimehr, che lavora nella sezione GFZ per le Tecniche Geodetiche Spaziali e presso l'Università Tecnica di Berlino, insieme ai ricercatori dell'Earth System Research Laboratory della National Oceanic and Atmospheric Administration of the USA (NOAA) e dell'Università di Potsdam, utilizza le informazioni contenute nei segnali radar dei satelliti GNSS (Global Navigation Satellite System) per rilevare la pioggia sul mare. La tecnologia si chiama GNSS Reflectometry. Si tratta di un innovativo metodo di telerilevamento satellitare con un ampio spettro di applicazioni geofisiche. As-garimehr e i suoi colleghi hanno ora pubblicato i loro risultati sulla rivista Lettere di ricerca geofisica .

Secondo i ricercatori, il nuovo approccio potrebbe aiutare a monitorare le precipitazioni atmosferiche meglio di prima. Asgarimehr:"La nostra ricerca può servire come punto di partenza per lo sviluppo di un indicatore di pioggia aggiuntivo. Possiamo fornire informazioni sulle precipitazioni utilizzando la riflettometria GNSS con una risoluzione temporale e una copertura spaziale senza precedenti".

"I GNSS sono "sistemi di navigazione per tutte le stagioni, '", spiega Asgarimehr. "Un presupposto di base di lunga data era quindi che i loro segnali fossero composti in modo tale da non essere notevolmente attenuati dalle nuvole o dalle precipitazioni tipiche nell'atmosfera e quindi non poter rilevare le precipitazioni". effetto diverso per rilevare la pioggia sul mare:la rugosità della superficie del mare.

La riflettometria GNSS può misurare la rugosità della superficie del mare

Quella superficie è "ruvida" principalmente perché i venti creano onde su di essa. L'intensità dei segnali satellitari riflessi dalla superficie è inversamente proporzionale alla loro rugosità:più le onde sono sempre più forti, più debole è il segnale riflesso. Recentemente, i ricercatori sono stati in grado di dimostrare che è possibile determinare la velocità del vento sugli oceani dalle misurazioni della rugosità della sua superficie.

Anche le gocce di pioggia che cadono sulla superficie del mare ne modificano la rugosità. Milad Asgarimehr e il team intorno a lui si sono chiesti:"La riflettometria GNSS può rilevare le precipitazioni sugli oceani?" Questo è anche il titolo del loro studio pubblicato di recente. Se la risposta è sì, I satelliti GNSS Reflectometry potrebbero rilevare la pioggia quasi come un osservatore che guarda le gocce di pioggia disturbare l'immagine speculare della luna sulla superficie di un lago di notte. Però, c'è una grande differenza:a differenza del chiaro di luna, I segnali GNSS sono in grado di penetrare le nuvole.

Un nuovo modello teorico viene in soccorso

Durante l'analisi dei dati del satellite di navigazione TDS-1 (TechDemoSat-1), Asgarimehr ha trovato prove che la pioggia è rilevabile sugli oceani se i venti non sono troppo forti. Però, la sua ricerca mancava ancora di un fondamento teorico. "Per molto tempo si è pensato che le misurazioni della riflettometria GNSS dovessero essere insensibili alla rugosità superficiale su piccola scala causata dalle gocce di pioggia sulla superficie del mare, “ spiega Asgarimehr. Ma la pubblicazione di un nuovo modello teorico nel 2017 ha fornito una stima plausibile della fisica della diffusione dei segnali radar su una superficie marina disturbata da deboli venti.