Aktualności

Zastosowanie operatora obserwacyjnego GNSS ARO w asymilacji danych dla sekwencji rzek atmosferycznych

23-09-2026

Ukazała się nowa publikacja naukowa pt. „Assimilating GNSS Airborne Radio Occultation Bending Angles With MPAS–JEDI During a Sequence of Atmospheric Rivers”, której współautorem jest dr Paweł Hordyniec z Instytutu Geodezji i Geoinformatyki UPWr. Publikacja jest wynikiem współpracy naukowej w międzynarodowym zespole i przedstawia zastosowanie obserwacji lotniczych okultacji radiowych GNSS (GNSS Airborne Radio Occultation, ARO) w asymilacji danych atmosferycznych.

W ramach badań zintegrowano zmodyfikowany operator obserwacyjny dla ARO z systemem Joint Effort for Data assimilation Integration (JEDI) oraz modelem prognozowania atmosfery MPAS-A. Dane ARO, pozyskane podczas kampanii Atmospheric River Reconnaissance, zostały wykorzystane do analizy sekwencji zdarzeń atmosferycznych nad północno-wschodnim Pacyfikiem.

Istotnym elementem pracy był operator obserwacyjny dla lotniczych okultacji radiowych, wcześniej zaadaptowany przez dr. Pawła Hordyńca. Uwzględnia on specyficzną, asymetryczną geometrię pomiarów ARO oraz możliwość występowania poziomych gradientów parametrów atmosferycznych. Jego implementacja w środowisku JEDI umożliwiła wykorzystanie obserwacji ARO w eksperymentach asymilacyjnych wraz z innymi typami danych.

Przeprowadzone eksperymenty wskazują na poprawę pól temperatury, wilgotności i wiatru oraz na korzystne zmiany w prognozach zintegrowanego transportu pary wodnej (IVT) i opadów, szczególnie dla dłuższych terminów prognozy. Autorzy podkreślają również potencjał obserwacji ARO w obszarach o ograniczonej dostępności tradycyjnych obserwacji atmosferycznych.


Przestrzenny rozkład zintegrowanego transportu pary wodnej (IVT) oraz analiza RMSE dla 72-godzinnego terminu prognozy dla wartości powyżej 250. (a, d) Wartość IVT w prognozie kontrolnej (cieniowanie) w porównaniu z ERA5 (izolinie). (b, e) Względna różnica RMSE (%) pomiędzy eksperymentami ARO i kontrolnym; niebieskie cieniowanie oznacza redukcję błędu (poprawę) w eksperymencie ARO, natomiast czerwone – wzrost błędu (pogorszenie) względem eksperymentu kontrolnego. Zielona linia przerywana wskazuje szerokość geograficzną przekroju. (c, f) Profile IVT wzdłuż długości geograficznej, porównujące intensywność i strukturę rdzenia rzeki atmosferycznej dla danych ERA5 (czarny), eksperymentu kontrolnego (czerwony) oraz ARO (niebieski). Wartości w nawiasach oznaczają średni RMSE obliczony wyłącznie w obrębie granic rzeki atmosferycznej.

Publikacja jest kolejnym przykładem wykorzystania rozwijanych przez pracowników Instytutu metod i narzędzi związanych z teledetekcją atmosfery za pomocą technik GNSS oraz asymilacją obserwacji w numerycznych modelach prognozowania pogody.

Hernández Baños, I., Haase, J. S., Hordyniec, P., Cao, B., Liu, Z., Do, P.-N. (2026). Assimilating GNSS Airborne Radio Occultation Bending Angles With MPAS–JEDI During a Sequence of Atmospheric Rivers. Journal of Advances in Modeling Earth Systems, 18(9), DOI: 10.1029/2025MS005432.