اتساق وعدم اليقين الهيكلي لسجلات الانكسار الراديوي بواسطة نظام تحديد المواقع العالمي متعدد المهام

الملخص. يتطلب رصد المناخ الجوي ملاحظات عالية الجودة تتوافق مع معايير النظام العالمي لرصد المناخ (GCOS). تتوفر بيانات الانكسار الراديوي (RO) المستندة إلى إشارات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) منذ عام 2001 من عدة مهام فضائية تغطي العالم بدقة عالية وحل رأسي عالٍ في الغلاف الجوي السفلي والستراتوسفير السفلي. نقيم اتساق وثبات البيانات الطويلة الأجل لملاحظات RO متعددة الأقمار الصناعية لاستخدامها كسجلات بيانات مناخية. كقياس للثبات على المدى الطويل، نقوم بتحديد عدم اليقين الهيكلي لمنتجات بيانات RO الناشئة عن مخططات معالجة مختلفة. نقوم بتحليل المتغيرات الجوية من زاوية الانكسار إلى درجة الحرارة لأربع مهام RO، CHAMP، Formosat-3/COSMIC، GRACE وMetop، المقدم من خمسة مراكز بيانات. وتستند المقارنات إلى اختلافات من ملف إلى آخر مجمعة إلى الوسطات الشهرية. وُجد أن عدم اليقين الهيكلي في الاتجاهات هو الأدنى من 8 إلى 25 كم من الارتفاع عالميًا لجميع متغيرات RO والمهام التي تم فحصها. بالنسبة لدرجة الحرارة، فهي أقل من 0.05 كلفن لكل عقد في المتوسط العالمي وأقل من 0.1 كلفن لكل عقد عند جميع خطوط العرض. فوق 25 كم، يزداد عدم اليقين لـ CHAMP، بينما كانت البيانات من المهام الأخرى – التي تعتمد على مستقبلات متقدمة – قابلة للاستخدام إلى ارتفاعات أعلى لدراسات اتجاه المناخ: درجة حرارة جافة إلى 35 كم، الانكسار إلى 40 كم، وزاوية الانكسار إلى 50 كم. الاختلافات الأكبر في بيانات RO في الارتفاعات العالية وخطوط العرض تُعزى في الغالب إلى خيارات التنفيذ المختلفة في الاسترجاعات. ساهمت المقارنة بين البيانات في تعزيز نضج سجل RO وتؤكد على جودة المناخ لملاحظات RO متعددة الأقمار الصناعية نحو إنشاء سجل بيانات مناخية GCOS.