? ? 對于居住在美國墨西哥灣沿岸和東海岸的人們來說，每年一進入8~9月份，他們就會迎來慣例的夏末儀式——將孩子領回家讓他們等待下一個學年的報到。在美式橄欖球比賽開始的季節，人們卻不得不時刻從電視上面關注颶風路徑預測模型來知曉颶風的行蹤。

? ? ? ?過去的10年里，在美國國家海洋和氣象管理局研究人員的努力之下，這些模型在預測風暴的方向和強度的準確性上面取得了較大的發展。這很大程度上得益于預測模型在檢測大氣中水蒸氣含量的時候采用了越來越多的GPS定時數據。

? ? 長久以來，檢測大氣中水蒸氣的含量是預測天氣和氣候的關鍵。水蒸氣就意味著圍繞在大地附近的濕氣和潛在的熱能在影響著天氣。溫暖、潮濕的空氣會使颶風的能量增強，然而干燥的空氣卻會削弱它們。水蒸氣同樣也是一種溫室氣體，它可以直接地或者通過在云層中的形態變化來影響熱平衡運動。

? ? 對于天氣預報來說，預測的難度就在于如何實時、準確地檢測水蒸氣的含量，尤其是在颶風形成的海洋中心這些偏遠的地方。雖然從衛星上獲得的部分水蒸氣檢測數據是有效的，但是，由于一些衛星上的儀器能夠俯瞰到海域而其他位置上的衛星檢測儀器不能透過云層監測到海域。因此，這些測量數據存在嚴重的不確定性。

精確的GPS時間是關鍵

? ? 美國國家海洋和大氣管理局的研究人員通過實驗發現，利用GPS信號可以獲得一個更加準確的大氣中水蒸氣含量的測量值。因為GPS衛星在發射信號的時候采用的是約為20cm波長的無線電波，而這些電波對環境條件非常的敏感，當然也包括了水蒸氣的含量。大氣中的水蒸氣會影響并減慢衛星發射到地面接收機的信號的傳輸速度。從GPS衛星發射的信號到達地面接收站的時間越長，就代表大氣中的水蒸氣的含量越高。

? ? GPS全球定位系統的超高精準的時間戳可以幫助計算衛星信號發射到地面所需的精確時間。Symmetricom公司的銫鐘可以讓無人值守的GPS衛星的時間戳的準確度超過10年保持在ms級別。通過對比衛星傳輸器發射信號和它接收到的反饋信號的時間戳，就可以精確的計算出大氣中水蒸氣的含量。再通過將從多個GPS衛星上同一時刻所獲得的測量數據進行數學分析就可以計算得出大氣中水蒸氣含量的準確值。

? ? 成百上千的GPS地面接收機早已經廣泛地應用于其他用途，包括地震預測和監控，而如今在提供水蒸氣測量方面也發揮了重要的作用。此外，一些地面接收機也已經被特殊的部署在海灣地區的石油平臺和其他一些偏遠地區。伴隨著越來越多的地面接收站臺加入到監測網絡當中，美國國家海洋和大氣管理局檢測大氣中水蒸氣含量的能力相比于以往已經提升了50%。

? ? 這就意味著，在每年這個時候，許多美國人所依賴的的颶風預測模型變得更準確。對于許多實際上更關注颶風襲擊軌跡的人來說，這也為他們避免災害的發生提供了保障。