Ecoscandaglio GeoXO (GXS)

La NOAA prevede di includere uno strumento di sondaggio iperspettrale a infrarossi come parte del sistema satellitare GeoXO. Il GeoXO Sounder (GXS) fornirà informazioni in tempo reale sulla distribuzione verticale dell'umidità atmosferica, dei venti e della temperatura. Un ecoscandaglio è un dispositivo simile a una telecamera il cui rilevatore è sensibile a numerose gamme su scala ridotta di lunghezze d'onda o bande dell'infrarosso. GXS fornirà dati in tempo reale sulla troposfera (il livello più basso dell'atmosfera in cui si verificano le condizioni meteorologiche), con una frequenza molto più elevata rispetto ai metodi attuali. Verrà utilizzato per la stima della temperatura e dell'umidità dell'atmosfera in base all'altitudine, creando un profilo dell'atmosfera. Lo strumento fornirà anche stime dei campi eolici.

La luce infrarossa si trova tra la porzione visibile e quella delle microonde dello spettro elettromagnetico e ci mostra quanto sono calde o fredde le cose, come gli strati dell'atmosfera. Non è visibile all'occhio umano. Una termocamera a infrarossi rileva il calore o l'energia termica (dall'atmosfera in questo caso) con un elevato grado di precisione che rileva le differenze di temperatura, ovvero quanta luce infrarossa emessa dal suolo e dalle nuvole raggiunge la sonda invece di essere assorbita dall'anidride carbonica , vapore acqueo e altri costituenti atmosferici lungo il percorso. Lo strumento converte quella lettura a infrarossi in un segnale elettronico, elaborato in un'immagine che i nostri occhi possono interpretare. A temperature diverse viene assegnata una luminosità diversa o falsi colori per una più semplice interpretazione.

La NOAA attualmente fa volare gli ecoscandagli su satelliti in orbita polare che orbitano da un polo all'altro e sorvolano un'area una volta al giorno. Questi strumenti non forniscono l’occhio quasi costante dei veicoli spaziali geostazionari. Sebbene la NOAA abbia utilizzato ecoscandagli multispettrali su una precedente generazione di satelliti GOES, gli Stati Uniti non hanno ancora fatto volare un ecoscandaglio a infrarossi iperspettrale in orbita geostazionaria. Gli ecoscandagli GOES legacy avevano solo 18 bande spettrali, mentre la generazione successiva avrebbe avuto oltre 1.550 bande.

Ottenere informazioni sulla temperatura e sull’umidità di una colonna dell’atmosfera dalla tropopausa alla superficie dall’orbita geostazionaria fornirebbe ai meteorologi informazioni dettagliate sul comportamento dell’atmosfera in cui si verifica il tempo e li aiuterebbe a fare previsioni migliori. Ciò include stime dell'instabilità atmosferica, per prevedere meglio i luoghi di convezione.

Oggi i meteorologi e i modelli meteorologici si affidano ad aerei, palloni meteorologici e satelliti in orbita terrestre bassa. Gli aerei e i palloni meteorologici sono limitati in termini di estensione e tempo. GXS aumenterà di dieci volte il rilevamento completo dell’atmosfera sugli Stati Uniti rispetto ai satelliti esistenti in orbita bassa attorno alla Terra, migliorando il monitoraggio e il monitoraggio della forza delle tempeste e la previsione del comportamento degli incendi e del trasporto del fumo.

I dati GXS alimenteranno modelli numerici avanzati di previsione meteorologica e miglioreranno le previsioni meteorologiche avverse a breve termine. Poiché i disastri meteorologici continuano a peggiorare, è fondamentale investire nel miglioramento delle previsioni e del nowcasting di tempeste violente, tornado e uragani. Si prevede che i dati orari provenienti dall’orbita geostazionaria ridurranno gli errori di previsione sugli Stati Uniti, miglioreranno le previsioni regionali degli Stati Uniti fino al 40% e avvantaggeranno le previsioni globali fino a 2,5 giorni.

GXS misurerà i cambiamenti verticali di temperatura e umidità: vedere un profilo dell'atmosfera è la chiave per prevedere la convezione. Lo strumento rileverà e seguirà le condizioni meteorologiche avverse, comprese inondazioni improvvise e tornado mentre si formano, e aiuterà i meteorologi a concedere tempi di consegna più lunghi per avvisare i residenti di cercare riparo.

Con le informazioni su temperatura e umidità, i meteorologi avranno nuove informazioni sulla convezione e sulle precipitazioni. I dati GXS consentiranno il monitoraggio di questi fattori nel tempo e, una volta inclusi nei modelli di previsione, potrebbero migliorare le previsioni del vento.

Con scansioni ogni 30 minuti e con una risoluzione più elevata rispetto agli attuali ecoscandagli, le previsioni meteorologiche potrebbero essere fornite entro poche ore dalla raccolta dei dati.