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Progetto GPS for weather and space weather


GPS per la meteorologia e la meteorologia spaziale: gruppo di lavoro tra ICESTAR/IHY e POLENET attraverso UAMPY
Inizio:
Luglio 2008
Fine:
Luglio 2010

 

UAMPY (Upper Atmosphere Monitoring for Polar Year 2007-2008) è un progetto che si occupa di creare la cooperazione internazionale necessaria a sviluppare una rete di osservazione dell’alta atmosfera polare su entrambi gli emisferi.
POLENET (Polar Earth Observing Network) è un progetto in cui ricercatori e tecnologi delle regioni polari lavorano insieme per comprendere la risposta della superficie terrestre alla variazione di volume dei ghiacci.

La tomografia ionosferica polare antartica, realizzata utilizzando dati GPS, rappresenta una grande sfida, vista la scarsa copertura dei ricevitori GPS a terra. La ricostruzione di strutture ionosferiche in rapido movimento è molto difficile da realizzare senza una adeguata copertura osservativa. Tuttavia, grazie a POLENET, lo studio della ionosfera della cappa polare antartica sembra promettente. La nuova tecnica di tomografia, sviluppata dall’Università di Bath, nota come MIDAS (Multi-Instrument Data Analysis System), è unica nel suo approccio in quanto è in grado di fare un’inversione quadridimensionale. La tecnica assimila vari tipi di dati: parametri ionosferici da radiosondaggi verticali (altezze virtuali e frequenze critiche degli strati), da radar a retrodiffusione (tipicamente potenza e velocità delle eco), dati GPS (TEC e indici di scintillazione), profili elettronici verticali, ed è in grado di ingerire anche modelli delle condizioni spazio-temporali del plasma. Per funzionare correttamente, il MIDAS ha bisogno di dati, modelli e, naturalmente, della capacità scientifica di interpretare correttamente i risultati. In questo senso il contributo di UAMPY al gruppo di lavoro è cruciale vista la sua massa critica di esperti nelle diverse branche della fisica dell’alta atmosfera. Molti di questi gestiscono strumenti e modelli fondamentali per fornire le necessarie informazioni alla tomografia ionosferica.

Simulando la copertura ottenuta dai ricevitori IGS e da quelli POLENET si ottiene l’immagine a destra che confrontata con la situazione attuale (a sinistra) si evidenzia il potenziale del gruppo di lavoro proposto in termine di miglioramento della conoscenza della ionosfera polare.
Figura 1
Traiettorie dei satelliti GPS proiettate al suolo consideranto solamente i siti esistenti (sinistra) e considerando anche i siti pianificati dal progetto POLENET (destra). 

 

Obiettivi 

  • Tomografia ionosferica sull’Antartide.
  • Scambio di dati e di conoscenze per l’applicazione della tomografia ad altri campi di interesse (per es. la ricostruzione 3D del vapor d’acqua).
  • Condivisione delle tecnologie necessarie per l’installazione e la gestione remota delle stazioni GPS.
  • Possibilità di ospitare strumentazione nelle basi polari rappresentate nel gruppo di lavoro.

 


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