GPS do... mierzenia śniegu

Globalne systemy nawigacji satelitarnej na co dzień służą do wyszukiwania najszybszej trasy dojazdu lub najbliższej restauracji. Naukowcy ze Stanów Zjednoczonych przypadkowo odkryli, że sygnał GPS może pomóc także w pomiarach grubości pokrywy śnieżnej, co opisano w najnowszym numerze „Geophysical Research Letters”.

Poważnym problemem podczas precyzyjnych pomiarów z wykorzystaniem systemów GNSS są zakłócenia sygnału spowodowane jego interakcją z podłożem. Zjawisko to powoduje nieznaczny spadek dokładności pozycjonowania, co staje się jednak szczególnie dokuczliwe, gdy wymagana jest duża precyzja wyznaczania pozycji. Problem ten od wielu lat znany jest m.in. geofizykom, którzy wykorzystują GPS do pomiaru ruchu płyt litosfery.

Kristine Larson z Uniwersytetu Kolorado doszła do wniosku, że to, co dla wielu naukowców jest przekleństwem, można wykorzystać jako nieocenione źródło informacji o środowisku. Początkowo wraz z zespołem badawczym założyła, że dane o zakłóceniach sygnałów GNSS mogą po przetworzeniu informować o wilgotności gleby. Badania terenowe, które miały potwierdzić tę teorię, zostały kilkakrotnie zakłócone przez intensywne opady śniegu. Po ich ustaniu naukowcy odkryli znaczącą zmianę charakteru zakłóceń i opóźnienia sygnału, co doprowadziło do wniosku, że elementy te są wprost zależne od grubości pokrywy śnieżnej.

Wyniki są o tyle obiecujące, że pomiary grubości śniegu na większą skalę są dość trudnym i kosztownym przedsięwzięciem. Biorąc pod uwagę, że w zachodniej części Stanów Zjednoczonych oraz na Alasce zainstalowano niedawno ponad 1,1 tys. precyzyjnych odbiorników GPS, niskim nakładem finansowym można by za ich pomocą zbierać precyzyjne dane z dużej powierzchni. Pozyskane w ten sposób informacje mogą okazać się bezcenne m.in. dla meteorologów i hydrologów. Kristine Larson liczy także, że pozwolą one na projektowanie coraz dokładniejszych odbiorników satelitarnych, które będą skuteczniej uwzględniały ewentualne zakłócenia i opóźnienia sygnału.