AMUSE: Advanced MUlti-GNSS Array for Monitoring Severe Weather Events

Das DFG-Forschungsprojekt AMUSE (Advanced MUlti-GNSS Array for Monitoring Severe Weather Events) wurde 2020 gestartet, um dem Deutschen Wetterdienst (DWD) GNSS-basierte troposphärische Datenprodukte (atmosphärischer Delay im Zenit, ZTD, und vertikal integrierter Wasserdampf, IWV) zur Verfügung zu stellen. Diese Daten werden von den Messungen der Satellitennavigationssysteme GPS, GLONASS, Galileo und Beidou (Multi-GNSS) abgeleitet. Außerdem berechnet das GFZ als weltweit einziges GNSS-Analysezentrum spezielle neue Daten - Schrägsichten ('Slant-Delay'-Daten, STD) zu den zeitgleich bis zu 30 sichtbaren GNSS-Satelliten. Ziel von AMUSE ist die Verbesserung der operationellen Wettervorhersagen des DWD für Deutschland und die benachbarten Länder mit Schwerpunkt auf der Vorhersage von Starkniederschlägen.

Für AMUSE werden die GNSS-Beobachtungen des deutschen SAPOS-Netzwerks mit der GFZ-Analysesoftware EPOS in nahezu Echtzeit ausgewertet. Die troposphärischen multi-GNSS-Produkte (ZTD, STD) von insgesamt 300 Stationen werden dem DWD mit einer Verzögerung von ca. einer Stunde nach den Messungen zur Verfügung gestellt.

Die GNSS-Atmosphärendaten werden täglich mit dem globalen Wettermodel “The Global Forecast System (GFS)” des NCEP (National Center for Environmental Prediction, www.ncep.noaa.gov) verglichen. Als Beispiel zeigt die folgende Animation den atmosphärischer Delay im Zenit.

ftp://ftp.gfz-potsdam.de/GNSS/products/nrttrop/MONITORING_GFS/filmZWD.gif

Die Projektarbeiten werden in Kooperation von TU Berlin und GFZ durchgeführt und durch Untersuchungen des Deutschen Wetterdienstes ergänzt, die den Einfluss der neuartigen GNSS-Datenprodukte auf Niederschlagsvorhersagen genau quantifizieren werden.

Literatur

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Zus, F., Dousa, J., Kacmarik, M.,Václavovic, P., Balidakis, K., Dick, G., Wickert, J. (2019): Improving GNSS Zenith Wet Delay Interpolation by Utilizing Tropospheric Gradients: Experiments with a Dense Station Network in Central Europe in the Warm Season. - Remote Sensing, 11, 6, 674.
https://doi.org/10.3390/rs11060674

Lammert, A., Hansen, A., Ament, F., Crewell, S., Dick, G., Grützun, V., Klein-Baltink, H., Lehmann, V., Macke, A., Pospichal, B., Schubotz, W., Seifert, P., Stamnas, E., Stevens, B. (2019): A Standardized Atmospheric Measurement Data Archive for Distributed Cloud and Precipitation Process-Oriented Observations in Central Europe. - Bulletin of the American Meteorological Society, 100, 7, 1299-1314.
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Lu, C.,X. Chen, G. Liu, G. Dick, J. Wickert, X. Jiang, K. Zheng, and H. Schuh (2017b), Real-Time Tropospheric Delays Retrieved from Multi-GNSS Observations and IGS Real-Time Product Streams, Remote Sensing, 9, 12, 1317, DOI: doi.org/10.3390/rs9121317.

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