Retrieval of water vapor using ground-based observations from a prototype ATOMMS active centimeter- and millimeter-wavelength occultation instrument

A fundamental goal of satellite weather and climate observations is profiling the atmosphere with in situ-like precision and resolution with absolute accuracy and unbiased, all-weather, global coverage. While GPS radio occultation (RO) has perhaps come closest in terms of profiling the gas state from orbit, it does not provide sufficient information to simultaneously profile water vapor and temperature. We have been developing the Active Temperature, Ozone and Moisture Microwave Spectrometer (ATOMMS) RO system that probes the 22 and 183&thinsp;GHz water vapor absorption lines to simultaneously profile temperature and water vapor from the lower troposphere to the mesopause. Using an ATOMMS instrument prototype between two mountaintops, we have demonstrated its ability to penetrate through water vapor, clouds and rain up to optical depths of 17 (7 orders of magnitude reduction in signal power) and still isolate the vapor absorption line spectrum to retrieve water vapor with a random uncertainty of less than 1&thinsp;%. This demonstration represents a key step toward an orbiting ATOMMS system for weather, climate and constraining processes. ATOMMS water vapor retrievals from orbit will not be biased by climatological or first-guess constraints and will be capable of capturing nearly the full range of variability through the atmosphere and around the globe, in both clear and cloudy conditions, and will therefore greatly improve our understanding and analysis of water vapor. This information can be used to improve weather and climate models through constraints on and refinement of processes affecting and affected by water vapor.</p

GEWEX water vapor assessment (G-VAP): final report

Este es un informe dentro del Programa para la Investigación del Clima Mundial (World Climate Research Programme, WCRP) cuya misión es facilitar el análisis y la predicción de la variabilidad de la Tierra para proporcionar un valor añadido a la sociedad a nivel práctica. La WCRP tiene varios proyectos centrales, de los cuales el de Intercambio Global de Energía y Agua (Global Energy and Water Exchanges, GEWEX) es uno de ellos. Este proyecto se centra en estudiar el ciclo hidrológico global y regional, así como sus interacciones a través de la radiación y energía y sus implicaciones en el cambio global. Dentro de GEWEX existe el proyecto de Evaluación del Vapor de Agua (VAP, Water Vapour Assessment) que estudia las medidas de concentraciones de vapor de agua en la atmósfera, sus interacciones radiativas y su repercusión en el cambio climático global.El vapor de agua es, de largo, el gas invernadero más importante que reside en la atmósfera. Es, potencialmente, la causa principal de la amplificación del efecto invernadero causado por emisiones de origen humano (principalmente el CO2). Las medidas precisas de su concentración en la atmósfera son determinantes para cuantificar este efecto de retroalimentación positivo al cambio climático. Actualmente, se está lejos de tener medidas de concentraciones de vapor de agua suficientemente precisas para sacar conclusiones significativas de dicho efecto. El informe del WCRP titulado "GEWEX water vapor assessment. Final Report" detalla el estado actual de las medidas de las concentraciones de vapor de agua en la atmósfera. AEMET ha colaborado en la generación de este informe y tiene a unos de sus miembros, Xavier Calbet, como co-autor de este informe

Atmospheric Moisture Effects on Deep Convection in the Western Mediterranean

Improving the understanding and representation of heavy precipitation is crucial to prevent its hazards. A powerful means to reduce errors is to assimilate high-resolution humidity GPS observations. Here, novel experiments employing sub-hourly atmospheric GPS, in-situ observations and nudging are used to study the impact of moisture corrections on convection. This work adds new explanations on the sensitivity of extreme precipitation to moisture changes and on the added value of nudging GPS