Para analizar el cambio climático o proporcionar información sobre peligros naturales, por ejemplo, Es importante que los investigadores recopilen conocimientos sobre la lluvia. Un mejor conocimiento de la precipitación y su distribución podría, por ejemplo, ayudar a proteger contra las inundaciones de los ríos. En tierra, Las estaciones de monitoreo pueden proporcionar datos recolectando precipitaciones. En el mar, no es así de fácil.

Un nuevo enfoque de un equipo alrededor de Milad Asgarimehr, que trabaja en la sección GFZ de Técnicas Geodésicas Espaciales y en la Universidad Técnica de Berlín, junto con investigadores del Laboratorio de Investigación del Sistema Terrestre de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de los EE. UU. (NOAA) y la Universidad de Potsdam, utiliza la información contenida en las señales de radar de los satélites GNSS (Global Navigation Satellite System) para detectar la lluvia sobre el mar. La tecnología se llama reflectometría GNSS. Es un método innovador de detección remota por satélite con un amplio espectro de aplicaciones geofísicas. As-garimehr y sus colegas han publicado ahora sus resultados en la revista Cartas de investigación geofísica .

Según los investigadores, el nuevo enfoque podría ayudar a monitorear la precipitación atmosférica mejor que antes. Asgarimehr:"Nuestra investigación puede servir como punto de partida para el desarrollo de un indicador de lluvia adicional. Podemos proporcionar información de precipitación utilizando reflectometría GNSS con una resolución temporal y cobertura espacial sin precedentes".

"GNSS son 'sistemas de navegación para todo clima, '", explica Asgarimehr." Una suposición básica de larga data fue, por lo tanto, que sus señales están compuestas de tal manera que no son notablemente atenuadas por las nubes o la precipitación típica en la atmósfera y, por lo tanto, no pueden detectar la precipitación ". Efecto diferente para detectar la lluvia sobre el mar:La rugosidad de la superficie del mar.

La reflectometría GNSS puede medir la rugosidad de la superficie del mar

Esa superficie es "rugosa" principalmente porque los vientos crean olas en ella. La fuerza de las señales del satélite reflejadas por la superficie es inversamente proporcional a su rugosidad:cuanto más y más fuertes son las olas, cuanto más débil es la señal reflejada. Recientemente, los investigadores pudieron demostrar que es posible determinar la velocidad del viento sobre los océanos a partir de mediciones de la rugosidad de su superficie.

Las gotas de lluvia que caen sobre la superficie del mar también cambian su rugosidad. Milad Asgarimehr y el equipo que lo rodeaba se preguntaron:"¿Puede la reflectometría GNSS detectar la precipitación sobre los océanos?" Este es también el título de su estudio publicado recientemente. Si la respuesta es sí, Los satélites de reflectometría GNSS podrían detectar la lluvia casi como un observador que observa cómo las gotas de lluvia alteran la imagen especular de la luna en la superficie de un lago por la noche. Sin embargo, hay una gran diferencia:a diferencia de la luz de la luna, Las señales GNSS pueden penetrar las nubes.

Un nuevo modelo teórico llega al rescate

Durante el análisis de los datos del satélite de navegación TDS-1 (TechDemoSat-1), Asgarimehr encontró evidencia de que la lluvia es detectable sobre los océanos si los vientos no son demasiado fuertes. Sin embargo, su investigación todavía carecía de un fundamento teórico. "Durante mucho tiempo se pensó que las mediciones de reflectometría GNSS deberían ser insensibles a la rugosidad de la superficie a pequeña escala causada por las gotas de lluvia en la superficie del mar, ", explica Asgarimehr. Pero la publicación de un nuevo modelo teórico en 2017 proporcionó una estimación plausible de la física de la dispersión de las señales de radar en una superficie del mar perturbada por vientos débiles.