Estimación de parámetros troposféricos en tiempo casi real para Sudamérica mediante técnicas GNSS

• Autores: Aragón Paz, Juan Manuel
• Año de publicación: 2020
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Fernández, Laura Isabel; Mendoza, Luciano Pedro Oscar
• Materia: Geofísica; Troposfera; GNSS; Modelos meteorológicos; América del Sur
• Institución: Universidad Nacional de La Plata

En el presente trabajo de tesis se desarrolla el diseño e implementación de un sistema de cálculo, en tiempo casi real, de parámetros troposféricos mediante técnicas de navegación global por satélite (GNSS, del inglés Global Navigation Satellite System) para Sudamérica. El desarrollo de la llamada Meteorología GNSS se remonta a principios de la década del 90 donde se encuentran los trabajos fundacionales de esta disciplina. Con el correr de los años, nuevas contribuciones han ido definiendo los reales alcances de esta técnica, poniendo en práctica metodologías cada vez más contrastadas con los métodos de medición tradicionales. En los últimos años los esfuerzos se han enfocado en el desarrollo de procedimientos de cálculo que permitan la utilización de los datos GNSS, cada vez más numerosos, en la asimilación para modelos meteorológicos (en especial los de corto plazo), permitiendo así anticipar eventos con alto impacto a la sociedad civil (tormentas con granizo, inundaciones repentinas, eventos convectivos de mesoescala, etc). Numerosos trabajos se han centrado en la implementación de la meteorología GNSS en Europa, Estados Unidos y Japón. Para la región Sudamericana existen pocos y recientes antecedentes de la aplicación de estas metodologías. Se desarrolló un sistema de cálculo, que permite hacer uso de infraestructura existente en la región, tanto meteorológica como geodésica, enfocado en la obtención de las variables de interés meteorológico como son el retardo troposférico cenital (ZTD, del inglés Zenith Total Delay) y el vapor de agua integrado (IWV, del inglés Integrated Water Vapor). Por otra parte, se han realizado estudios en la aplicación del ZTD y el IWV a índices que permitan dar información rápida acerca de posibles eventos meteorológicos severos. En este trabajo se desarrollan las estrategias diseñadas para la adquisición de los datos, su disponibilidad y alcance. Las problemáticas en la disponibilidad de los mismos, de acuerdo a su procedencia, son descriptas y sorteadas. Seguidamente se brinda una detallada descripción de la metodología de estimación de las observaciones, haciendo especial foco en los parámetros de retardo troposférico cenital (ZTD, del ingles Zenith Tropospheric Delay) y vapor de agua integrado (IWV, del inglés Integrated Water Vapor) mediante el procesamiento de las observaciones GNSS y meteorológicas. Una vez que se tienen los resultados, la presentación de los mismos y los posibles formato de intercambio con las instituciones potenciales usuarias del dato son discutidos. Finalizando esta sección se hace un análisis de la performance del sistema de procesamiento contra las técnicas de radio sondeo (convencionales) y alguno de los modelos de reanálisis mas utilizados. En una segunda etapa se explora las distintas capacidades del IWV GNSS para representar las variaciones temporales y espaciales de la distribución del vapor de agua atmosférico frente a distintas situaciones meteorológicas. También, se describe el desarrollo de posibles índices de alerta que hagan utilización de la información disponible a partir del IWV GNSS. Basándose en bibliografía actualizada se comparan las distintas posibilidades de aplicación a la región de estudio en función de la frecuencia temporal y espacial de las observaciones. Los resultados son presentados analizando un evento de interés meteorológico para la región central de Argentina. Finalmente, los puntos mas salientes del presente trabajo son presentados en las conclusiones. Las mismas abarcan desde el sistema de descarga de datos hasta la implementación de los índices de alerta. Se formulan las posibles derivaciones del trabajo y sus implicancias en la mejora continua de este sistema, que en tiempo casi real, provee información sobre los parámetros de ZTD e IWV. Una sección final describe cuáles son las recomendaciones que permitirían mejoras en la utilización de los datos provistos para conseguir un máximo aprovechamiento de los mismos.
Doctor en Geofísica
Universidad Nacional de La Plata
Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas