Konstnärs återgivning av NASA:s JPSS -satellit, som bär ett mikrovågsinstrument som kan övervaka jordens väder från rymden. Kredit:NASA/NOAA
"Trafik och väder, tillsammans på timmen! "spränger din lokala radiostation, medan din smartphone känner till vädret halvvägs över världen. Ett nätverk av satelliter som susar runt jorden och samlar berg av data gör en sådan konstant och omfattande tillgång till exakta väderprognoser möjlig. Bara en satellit, såsom National Oceanic and Atmospheric Administrations (NOAA) Geostationary Operational Environmental Satellite-R som lanserades 2016, kan samla in 3,5 terabyte väderdata per dag.
Men hur ser forskare till att satellitmätt väderdata är bra? De kan jämföra livedata med referensdata av hög kvalitet från satelliter i omloppsbana. Att göra sådana resurser tillgängliga är ett mål för det globala rymdbaserade interkalibreringssystemet (GSICS), ett internationellt konsortium med 15 satellitbyråer som samarbetar för att övervaka satelliter och utveckla metoder för att säkerställa kvaliteten på deras väderdata.
"Kvaliteten på satellitdata styr hur förberedda nationer - och världen - kan vara när det kommer till väderrelaterade händelser, "säger GSICS biträdande direktör Manik Bali, en fakultetsforskningsassistent i Earth System Science Interdisciplinary Center (ESSIC), ett gemensamt centrum för University of Maryland och NASA:s Goddard Space Flight Center. Bali är också ett NOAA -medlemsförbund.
Världsmeteorologiska organisationen (WMO), ett FN-specialiserat organ och samordningsgruppen för meteorologiska satelliter (CGMS), lanserade GSICS 2005. ESSIC bidrar med arbetskraft och infrastrukturstöd till GSICS, inklusive de servrar som behövs för att dela data mellan GSICS -samarbetspartners över hela världen, möjliggör övervakning av vädersatelliter bland medlemsbyråer och korrigering av mätavvikelser i realtid.
Ett GSICS -genombrott kom 2011, med ett papper som visar att en GSICS-utvecklad algoritm korrigerade en temperaturskillnad på cirka 3 grader Celsius mellan två satelliter. Resultaten publicerades i Bulletin of the American Meteorological Society. Även om temperaturskillnaden kan låta liten, världens nationer förhandlade nyligen om Paris klimatavtal, som syftar till att begränsa den globala uppvärmningen till högst 2 grader Celsius över förindustriella temperaturer.
Även 2011, Cheng-Zhi Zou, en NOAA-forskare och tidigare ordförande för GSICS Microwave Subgroup, interkalibrerade 38 års klimatdata - från och med 1979 - för att generera vad NOAA kallar en grundläggande klimatdatarekord (FCDR). FCDR publicerades i Journal of Geophysical Research:Atmospheres.
Vid American Geophysical Unions (AGU) höstmöte i december 2016, Bali visade att Zou's FCDR var lämplig för övervakning av mikrovågssatelliter, inklusive avancerad teknik mikrovågsugn ombord NOAA/NASA:s Joint Polar Satellite System (JPSS). När den lanseras, JPSS kommer att ersätta det åldrande National Polar-orbiting Operational Environmental Satellite System och tillhandahålla fullständig global övervakningstäckning två gånger om dagen. Bali förväntar sig att FCDR kommer att hjälpa till att övervaka och justera data som samlats in under JPSS -uppdrag.
Vid det senaste AGU-mötet, Bali visade också att European Organization for the Exploitation of Meteorological Satellites Infrared Atmospheric Sounding Interferometer (IASI) och NASA:s Atmospheric Infrared Sounder uppvisar tillräckligt stabilt beteende för att fungera som omloppsreferenser. Kalibrering mot dessa satelliter kan minska fel från 2 grader Celsius till under 0,1 grader Celsius.
"Detta har gett ett enormt förtroende för GSICS-kalibreringsgemenskapen som använder IASI-A som en referens i omloppsbana för att övervaka sina geostationära satelliter, sa Bali.
Går vidare, Balis kollegor på ESSIC kommer att fortsätta att stödja de vetenskapliga målen för JPSS -satellituppdraget genom Cooperative Institute for Climate and Satellites (CICS), som förvaltas av ESSIC och skapades 2009 genom ett avtal på 93 miljoner dollar med NOAA.
"ESSICs ledarskap för att stödja dessa globala initiativ är mycket viktigt, "sa Bali." Blickar framåt, Jag ser en mycket större interaktion mellan NOAA och ESSIC/CICS, vilket hjälper NOAA att leda de globala satellitkalibreringsinsatserna. "
Presentationen, "Urval av omloppsreferenser för globalt rymdbaserat interkalibreringssystem" av Manik Bali, Fuzhong Weng, Lawrence E Flynn, Cheng-Zhi Zou, Ralph Ferraro och Thomas Pagano gavs den 13 december, 2016, vid American Geophysical Union Fall Meeting.
Pappret, "The Global Space-Based Inter-Calibration System" av M. Goldberg, G. Ohring, J. Butler, C. Cao, R. Datla, D. R. Doelling, V. Gärtner, T. Hewison, B. Iacovazzi, D. Kim, T. Kurino, J. Lafeuille, P. Minnis, Renaut, J. Schmetz, D. Tobin, L. Wang, F. Weng, X. Wu, F. Yu, P. Zhang, och T. Zhu publicerades i aprilnumret 2001 av Bulletin of the American Meterological Society.
Pappret, "Mellansatellitkalibrering av AMSU-A-observationer för väder- och klimatapplikationer" av Cheng-Zhi Zou och Wenhui Wang publicerades den 13 december, 2011 i Journal of Geophysical Research:Atmospheres .