Revoluční globální satelitní síť bude poskytovat okamžitá data o vývoji počasí a monitorovat změny klimatu zachytáváním signálů z globálního pozičního systému GPS (Gobal Positioning System). Sledováním malých změn radiových signálů GPS vyvolaných atmosférickými jevy vědci budou schopni nepřetržitě sledovat stav atmosféry nad asi 3000 místy nad pevninami a oceány. Celý projekt o ceně asi 100 miliónů amerických dolarů bude v provozu v roce 2005.

V rámci americko-tchaiwanské spolupráce se buduje satelitní síť COSMIC (označovaná na Tchaiwanu také jako ROCSAT-3), založená na systému, který vyvinula univerzitní korporace pro výzkum atmosféry UCAR (University Corporation for Atmospheric Research) v Boulderu ve státě Colorado. Správu a podporu systému COSMIC zajišťuje Tchaiwanská národní vědecká rada, americký Národní úřad pro vesmírný program NSPO (National Space Program Office) a Národní vědecká nadace NSF (National Science Foundation). Další technickou podporu zajišťuje americký Národní úřad pro letectví a vesmír NASA (National Aeronautics and Space Administration), NOAA a americké ministerstvo obrany (Department of Defence).

Ředitel projektu COSMIC (Constellation Observing System for Meteorology, Ionosphere and Climate) Ying-Hwa Kuo tvrdí, že větší pokrytí zpřesní předpovídání počasí díky datům z oblastí, z nichž jich bylo málo nebo nebyla vůbec žádná. Systém COSMIC bude složen ze šesti satelitních přijímačů, které budou shromažďovat globální trojrozměrná data, vhodná jak pro analýzu počasí tak pro sledování globálních změn klimatu. Sledováním teploty ve svrchních vrstvách atmosféry nad 30 mil (1 míle = 1,609 km) systém COSMIC umožní objasnit, zda se tyto oblasti ochlazují skutečně kvůli skleníkovým plynům v nižších vrstvách atmosféry. Systém COSMIC bude také měřit hustotu proudu elektronů ve velkých výškách nad zemí. Tato měření poskytnou výzkumníkům informace o vývoji aktivity v ionosféře a o "slunečním větru", proudu elektricky nabitých částic ze Slunce. Měření ve vrstvách atmosféry do 12 mil nad povrchem poskytne důležité informace o atmosférických vodních párách, které jsou pro předpovídání počasí rozhodující.

Jay Fein, ředitel programu klimatické dynamiky Národní vědecké nadace, je přesvědčen, že kosmické pozorování má pro výzkum klimatu a počasí zcela zásadní význam. Systém je relativně levný, schopný práce bez ohledu na počasí a bez nutnosti kalibrace. Měření provedená v roce 2005 bude proto možno porovnat s jinými měřeními v roce 2025 bez nutnosti se zabývat odchylkami a přesnostmi přístrojů.

Satelity systému COSMIC budou sledovat atmosféru metodou radiových odrazů, která byla vyvinuta v 60. letech 20. století pro studium jiných planet. Každý satelit bude zachytávat signály GPS procházející atmosférou těsně nad horizontem. Tyto radiové signály proto projdou velkým účinným průřezem atmosféry. Variace hustoty toku elektronů, hustoty vzduchu, teploty a vlhkosti signály ovlivňují a mění jejich rychlost. Měřením změn rychlosti signálů GPS vědci mohou určit atmosférické podmínky, které je způsobily. Výsledkem měření budou profily tisíců tenkých segmentů atmosféry o délce asi 200 mil a tloušťce několika desítek metrů.

Jiné pozorovací systémy systém COSMIC nenahradí, ale využije a doplní značné mezery v počítačových modelech pro předpovídání počasí a pro výzkum globálních změn klimatu. Většina satelitních výsledků se podobá topografickým mapám, protože sledují hranice atmosférických jevů. Systém COSMIC poskytne zcela nový typ výsledků a doplní existující a plánované americké meteorologické satelity.

Radiosondy (sensory pro měření vlastností počasí vypuštěné atmosférickými balóny) získávají vertikální profily atmosféry již od 30. let 20. století. Tyto sondy jsou však vypouštěny nejvýše dvakrát denně v několika místech a jen několik jich je rozmístěno nad oceány. Systém COSMIC bude trvale shromažďovat data z celé planety. Přijímače COSMIC na nízké oběžné dráze budou zachytávat radiové signály GPS bez ohledu na počasí, jako je oblačnost, která běžným meteorologickým satelitům brání sledovat počasí v infračerveném spektru.

Odkazy:

[X1] Satellites to Profile Weather, Improve Forecasts Through GPS. NSF PR 02-72. National Science Foundation.

[X2] National Science Foundation. Office of Legislative and Public Affairs. 4201 Wilson Boulevard. Arlington, Virginia 22230, USA