Изменението на климата е непосредствена заплаха за бъдещето на човечеството, но глобалният климат е толкова сложен, че често е трудно дори да се види мащабът на проблема. Един от най-добрите начини, с които разполагаме за измерване на изменението на климата, може да не е това, което очаквате – защото не става въпрос за измерване на земята или атмосферата. Вместо това, за да научим за изменението на климата, трябва да измерим океана.
Съдържание
- Нашата карта с резултати за изменението на климата
- 30 години непрекъснати измервания
- Още 10 години измервания
- Инструменти на сателита
- Променящите се океани
- Заплахата от изменението на климата
Покачването на морското равнище не само засяга крайбрежните общности чрез намаляване на земната маса, но също така показва по-широкия проблем с повишаването на глобалните температури. Това означава, че покачването на морското равнище е от голямо значение за НАСА, която не само гледа към други светове, но и монитори Земята от космоса. Нов сателит за наблюдение на морското равнище, Sentinel-6 Michael Freilich, беше
стартира през ноември 2020 г и стана официалната референтна мисия за покачване на морското равнище март тази година, след като пое поста от своя предшественик Jason-3.„Науката е международна“, казва френският учен от НАСА за покачването на морското равнище | Сентинел-6 Майкъл Фрейлих
С Sentinel-6, който поема новата си роля, и наследник-близнак, Sentinel-6b, който чака да поеме щафетата, когато е необходимо, ние сме готови за следващите 10 години измервания на морското равнище. Можете дори да видите сами къде се намира Sentinel-6 над Земята в момента, като го проследите с помощта на Уеб приложението на НАСА Eyes.
Препоръчани видеоклипове
Разговаряхме с Джош Уилис от Лабораторията за реактивни двигатели на НАСА, учен по проекта както за Sentinel-6, така и за Jason-3, за това как да измерим покачването на морското ниво от космоса.
Нашата карта с резултати за изменението на климата
Покачването на морското равнище не е важно само за разбиране на променящите се океани. Това е и един от най-ценните инструменти, с които разполагаме, за измерване на изменението на климата като цяло. „В известен смисъл това е карта с резултати“, каза Уилис. „Това е нашата карта с резултати за това как се справяме с климата.“
Това е така, защото голяма част от нарастващата средна температура на планетата като цяло се отразява от нивото на океаните. Има три големи фактора, причинени от човека, които допринасят за покачването на морското равнище: топенето на ледените покривки в Гренландия и Антарктида, топенето на малки ледници на други места по земното кълбо и затоплянето на океана, което го кара да разширяване. Тези фактори допринасят с приблизително една трета всеки за общото покачване, поради добавянето на повече вода към океаните, когато ледниците и ледените шапки се топят, както и разширяването на водата поради нарастващата глобална температури. Тъй като океаните покриват голяма част от земното кълбо, те в крайна сметка поглъщат голяма част от излишната топлина, генерирана от човешката дейност.
„Мисля, че повишаването на морското равнище е най-ясният индикатор за човешка намеса в климата“, каза Уилис. „Океаните покриват две трети от повърхността на планетата, те абсорбират 90% от тази допълнителна топлина, която е цялата причина за изменението на климата и те също така абсорбират цялата вода, която се топи от ледниците и леда листи. Така че те наистина отчитат всичко по отношение на това как променяме климата по най-мащабния начин.“
И проблемът не е само, че морското равнище се покачва. Това е, че темпът на това нарастване също се повишава.
„Скоростта на покачване на океаните не е стабилна. Всъщност се увеличава“, каза Уилис. „В началото на 20-ти век океаните се покачваха със скорост от около два милиметра на година. До 90-те или 2000-те години бяха по-скоро три. И сега е четири и пет милиметра на година. Така че темпът на нарастване се е увеличил повече от два пъти през последните сто години. И ще продължи да се увеличава все по-бързо и по-бързо.“
30 години непрекъснати измервания
Част от причината, поради която данните за покачването на морското равнище са толкова ценни, е, че формират дългосрочен запис, който се събира от 90-те години на миналия век. Първите глобални измервания на океаните от космоса започнаха, когато мисията TOPEX/Poseidon беше изстреляна през 1992 г., последвана от трите спътника Jason и след това първия Sentinel.
За да се поддържат последователни данни, които могат да се сравняват през годините, всички мисии от тази серия са поставени в една и съща орбита, така че да получават еднакъв изглед към океаните.
Всеки път, когато нов сателит поемаше поста от своя предшественик, двата летяха близо един до друг в продължение на месеци. Това позволи много внимателно калибриране, за да се гарантира, че данните могат да бъдат проследени последователно в петте сателита до момента.
„Това наистина е невероятно постижение по отношение на нашия рекорд в областта на науката за климата“, каза Уилис.
Още 10 години измервания
„Имаме този невероятен рекорд, който вече е дълъг 30 години, а Sentinel-6 беше създаден, за да удължи този рекорд с още 10 години“, каза Уилис. За да даде възможност за тези допълнителни 10 години наблюдения, НАСА построи не един, а два сателита, и двата по същество идентични, така че след като наскоро изстреляният Sentinel-6 Michael Freilich приключи живота си през 2025 г., неговият близнак Sentinel-6b може да поеме над. Това ще даде възможност за общо 40 години последователни записи на покачване на морското равнище.
„Това е първият път, когато решихме като общност да направим това в дългосрочен план – да се ангажираме да правим измервания на покачването на морското равнище от космоса, а не само от един сателит наведнъж“, каза той. „Нивото на морето няма да спре да се покачва скоро, няма да можем да спрем да го измерваме, така че трябва да имаме тази непрекъснатост на измерванията в мисиите.“
Ако изглежда, че тези сателити имат сравнително кратка продължителност на живота в сравнение с други сателитни мисии, които могат да продължат десетилетия, това е свързано с надморската височина, на която работят. Когато бяха изстреляни първите сателити за покачване на морското равнище, не разполагахме с толкова добра технология определяне на позицията на тези сателити – и данните за позициониране са важни за получаване на точно морско ниво показания. За да се позволи това, сателитите бяха изстреляни на много висока орбита от 1300 километра, където има много малко атмосфера и следователно много малка защита от радиация.
Изследователите искат да продължат да изпращат сателити в същата орбита, за да осигурят непрекъснати измервания, но това означава да се приеме, че тези сателити ще бъдат поразени от радиация и ще издържат само относително няколко години всеки.
Инструменти на сателита
Точността на неговите показания е това, което позволява на сателита Sentinel-6 да бъде международно признат инструмент за измерване на покачването на морското равнище. Изследователи от различни области и различни страни се съгласиха, че измерванията, направени от Sentinel-6 и неговите предшественици, ще бъдат използвани като стандартно измерване за покачване на морското равнище.
Инструментите на Sentinel-6 са относително прости, поне концептуално. Има радар, който изпраща радиовълни надолу към повърхността, за да измери разстоянието между сателита и океана, системите за позициониране, които дават информация за надморската височина на сателита, така че това може да бъде извадено от измерванията на морското равнище, и след това още един важен инструмент, наречен радиометър.
Радиометърът измерва количеството вода в атмосферата, като гледа яркостта на океана. Водата в атмосферата влияе на радиовълните, изпращани от радара, така че радиометърът трябва да коригира това и да осигури високо ниво на точност при измерванията на морското равнище.
Тези три инструмента, заедно с последователните орбити, са това, което прави Sentinel-6 най-точният метод за нас за измерване на покачването на морското равнище – и затова е достатъчно точен, за да бъде международната референция мисия.
Променящите се океани
По-сложната част от измерването на покачването на морското равнище е как да се интерпретират данните, събрани от сателита. Океаните не са плоски, така че сателитът осреднява показанията върху площ от няколко квадратни километра, за да позволи това.
Но има и други фактори, които влияят и на морското равнище. Това включва времето, тъй като промените в атмосферното налягане позволяват на морето да се издигне, когато налягането е ниско, приливите и отливите и океанските течения и дори гравитацията на подводните планини, които причиняват появата на върхове на морското ниво над тях. Изследователите, използващи данни от Sentinel-6 за измерване на покачването на морското равнище, трябва да отчетат тези други фактори, като вземат предвид данните за атмосферните условия и картите на гравитационното поле на океана.
Всички тези други ефекти обаче могат да дадат полезни данни за други области на изследване. Като гледат колко е осреднено показанието за дадена област, изследователите могат да преценят колко големи са вълните и колко силни са ветровете. Те могат да видят как теченията се движат през океана в реално време, защото теченията карат океана да се накланя, така че едната страна на течението да е по-висока от другата. Те могат също да проследяват отломки или петрол, когато се разлеят в океана.
Сателитът също продължава да събира данни, когато преминава над сушата и тези данни могат да се използват за наблюдение на езера и реки.
Всички данни, събрани от сателита, са публично достъпни и се използват от изследователи по целия свят от голямо разнообразие от области. Можете да намерите данните на Уебсайт на JPL или на Уебсайтът на НАСА за данни за Земята.
Заплахата от изменението на климата
Наводнение при прилив
С проекти като Sentinel-6 можем директно да видим начина, по който нашият климат се променя поради дейността ни като хора. Виждаме, че не само морското равнище се покачва, но и че се покачва все по-бързо и по-бързо и няма индикации, че тази промяна ще се забави или спре скоро. В това има екзистенциален ужас.
„Докато гледаме какво се случва с планетата, това е страшно“, каза Уилис. „Вече преместихме нашия климат в непозната територия. И всяка година става все по-непознато.“
Той обаче не се отчайва от бъдещето на човечеството. По-скоро той подчертава, че бъдещето на нашата планета е в собствените ни ръце.
„Все още има място за надежда, защото това е нещо, за което можем да направим нещо“, каза Уилис. „Знаем какъв е проблемът и знаем почти как да го поправим. Не е като да има гигантски метеор, който се насочва към Земята, който ще ни унищожи всички. Всъщност можем да направим нещо срещу изменението на климата, просто трябва да съберем воля.“
Препоръки на редакторите
- Възможно ли е ключът към живота в космоса да бъде... добра система за осветление?
- Тези нови електромобили на НАСА ще карат астронавтите част от пътя до Луната (нещо като)
- Гледайте как този бустер на SpaceX Falcon 9 предприема своето 12-то пътуване до космоса
- Търсенето на обитаеми луни в Слънчевата система се загрява
- SpaceX отбелязва 200-ото кацане на ракета с перфектен тъчдаун
