Utilizing GNSS RO Data for Studying Internal Gravity Waves in the Atmosphere

• Thesis title in Czech: Využití dat GNSS RO pro studium vnitřních gravitačních vln v atmosféře
• Thesis title in English: Utilizing GNSS RO Data for Studying Internal Gravity Waves in the Atmosphere
• Key words: GNSS RO|Vnitřní gravitační vlny|Dálkový průzkum atmosféry|Techniky analýzy dat
• English key words: GNSS RO|Internal Gravity Waves|Atmospheric Remote Sensing|Data Analysis Techniques
• Academic year of topic announcement: 2025/2026
• Thesis type: diploma thesis
• Thesis language: angličtina
• Department: Department of Atmospheric Physics (32-KFA)
• Supervisor: prof. RNDr. Petr Pišoft, Ph.D.
• Advisors: doc. RNDr. Petr Šácha, Ph.D.

Guidelines

V rámci práce budou prověřeny možnosti nejnovějších metodologií pro výzkum gravitačních vln z GNSS RO. Základy tohoto postupu budou spočívat zejména v aplikaci techniky předfiltrování pro odstranění gravitačních vln s vlnovými čísly k<7, jak je popsáno v Rapp et al. (2018), aby se minimalizoval vliv nízkofrekvenčního šumu a zvýraznily relevantní vlny. Dále bude použita spektrální filtrační metoda podle Strube et al. (2020) pro odstranění nežádoucích signálů spojených s nestabilitou. Metoda bude dále aplikována k prozkoumání rozdílů mezi teplotními a tlakovými profily z GNSS RO dat, specificky v kontextu studie Pilch-Kedzierski et al. (2020), která naznačuje, že tlaková data nesou odlišnou informaci oproti teplotním datům. Nakonec bude metoda dle možností aplikována na nově dostupná data z různých zdrojů (STRATEOLE 2, Spire, GeoOptics) pro studium vnitřních gravitačních vln.

References

Pilch-Kedzierski, R. et al. (2020). Atmospheric Chemistry and Physics, 20, 11569-11588. doi:10.5194/acp-20-11569-2020.
Pišoft, P. et al. (2018). Atmospheric Measurement Techniques, 11, 515-527. doi:10.5194/amt-11-515-2018.
Rapp, M., Dörnbrack, A., and Kaifler, B. (2018). Atmospheric Measurement Techniques, 11, 1031–1048. doi:10.5194/amt-11-1031-2018.
Strube, C., Ern, M., Preusse, P., and Riese, M. (2020). Atmospheric Measurement Techniques, 13, 4927–4945. doi:10.5194/amt-13-4927-2020.
Šácha, P. et al. (2015). Atmospheric Chemistry and Physics, 15, 13097-13112. doi:10.5194/acp-15-13097-2015.
Dále dle doporučení školitele.

Preliminary scope of work

Tato práce se zaměří na využití GNSS RO pro studium vnitřních gravitačních vln v atmosféře. Budou prostudovány nejnovější metodologie pro analýzu gravitačních vln z dat GNSS RO a tyto metody budou aplikovány na dostupná data. Cílem bude přezkoumat výsledky starších studií, které prezentovaly protichůdné výsledky ohledně toho, zda teplotní a hustotní (a tím pádem i tlaková) data GNSS RO nesou ekvivalentní informace (Pišoft, 2018 vs. Pilch-Kedzierski, 2020), a rovněž prověřit výsledky studií, které používaly jednodušší metodologie (Šácha et al., 2015). Dále bude zkoumána možnost získání nových dat GNSS RO z balónové kampaně STRATEOLE 2 nebo od privátních organizací (Spire, GeoOptics) a provedení originálního výzkumu aktivity gravitačních vln.

Preliminary scope of work in English

This thesis will explore the use of GNSS RO data for studying internal gravity waves in the atmosphere. It will investigate the latest methodologies for analyzing gravity waves from GNSS RO data and apply these methodologies to available data. The aim is to re-examine results from previous studies that presented conflicting results on whether temperature and density (thus pressure) GNSS RO data carry equivalent information (Pišoft, 2018 vs. Pilch-Kedzierski, 2020) and to verify the outcomes of studies that used simpler methodologies (Šácha et al., 2015). There will also be an opportunity to acquire new GNSS RO data from the STRATEOLE 2 balloon campaign or from private organizations (Spire, GeoOptics) for original research on gravity wave activity.