Klimatické změny jsou bezprostřední hrozbou pro budoucnost lidstva, ale globální klima je tak složité, že je často těžké vůbec postřehnout rozsah problému. Jeden z nejlepších způsobů, jak měřit změnu klimatu, nemusí být to, co očekáváte – protože nejde o měření země nebo atmosféry. Místo toho, abychom se dozvěděli o změně klimatu, musíme měřit oceán.
Obsah
- Náš přehled pro změnu klimatu
- 30 let nepřetržitého měření
- Dalších 10 let měření
- Přístroje na satelitu
- Měnící se oceány
- Hrozba klimatických změn
Vzestup hladiny moří neovlivňuje pouze pobřežní komunity snižováním pevniny, ale také naznačuje širší problém rostoucích globálních teplot. To znamená, že vzestup hladiny moře je pro NASA velmi důležitý, protože se nejen dívá na jiné světy, ale také monitory Zemi z vesmíru. Vznikla nová družice pro sledování hladiny moře, Sentinel-6 Michael Freilich spuštěna v listopadu 2020 a stala se oficiální referenční misí pro zvýšení hladiny moří března letošního rokupo převzetí od svého předchůdce Jason-3.
„Věda je mezinárodní,“ říká francouzský vědec z NASA | Sentinel-6 Michael Freilich
Sentinel-6 přebírá svou novou roli a dvojče, Sentinel-6b, čekající na křídlech, aby převzal štafetu v případě potřeby, jsme připraveni na dalších 10 let měření hladiny moře. Můžete dokonce sami vidět, kde se Sentinel-6 právě teď nachází nad Zemí, když jej budete sledovat pomocí Webová aplikace NASA Eyes.
Doporučená videa
Mluvili jsme s Joshem Willisem z NASA Jet Propulsion Laboratory, projektovým vědcem pro Sentinel-6 a Jason-3, o tom, jak měřit vzestup hladiny moře z vesmíru.
Náš přehled pro změnu klimatu
Vzestup hladiny moří není důležitý pouze pro pochopení měnících se oceánů. Je to také jeden z nejcennějších nástrojů, které máme k měření změny klimatu jako celku. "Svým způsobem je to výsledková listina," řekl Willis. "Je to naše výsledková listina toho, jak jsme na tom s klimatem."
Je to proto, že velká část rostoucí průměrné teploty planety jako celku se odráží na hladině oceánů. Ke zvýšení hladiny moří přispívají tři velké faktory způsobené člověkem: tání ledových příkrovů v Grónsku a Antarktida, tání malých ledovců jinde po celé zeměkouli a oteplování oceánu, které ji nutí rozšířit. Tyto faktory se na celkovém nárůstu podílejí zhruba jednou třetinou, protože se do ní přidává více vody oceány při tání ledovců a ledových čepic, stejně jako expanze vody v důsledku rostoucího globálního teploty. Protože oceány pokrývají velkou část zeměkoule, nakonec absorbují velké množství přebytečného tepla generovaného lidskou činností.
"Myslím, že vzestup hladiny moří je nejjasnějším indikátorem lidského zásahu do klimatu," řekl Willis. „Oceány pokrývají dvě třetiny povrchu planety, absorbují 90 % tohoto extra tepla, což je celá příčinou klimatických změn a také absorbují veškerou vodu, která taje z ledovců a ledu povlečení na postel. Takže opravdu počítají všechno, co se týče toho, jak měníme klima tím největším obrazem."
A problém není jen v tom, že hladina moří stoupá. Jde o to, že rychlost tohoto růstu také stoupá.
„Rychlost vzestupu oceánů není stálá. Ve skutečnosti se zvyšuje,“ řekl Willis. „Na počátku 20. století stoupaly oceány rychlostí asi dva milimetry za rok. V 90. nebo 2000. letech to byly spíše tři. A nyní je to čtyři a pět milimetrů za rok. Takže tempo růstu se za posledních sto let více než zdvojnásobilo. A bude se i nadále zvyšovat rychleji a rychleji."
30 let nepřetržitého měření
Jedním z důvodů, proč jsou údaje o vzestupu hladiny moří tak cenné, je to, že tvoří dlouhodobý záznam, který se shromažďuje od 90. let 20. století. První globální měření oceánů z vesmíru začala, když byla v roce 1992 vypuštěna mise TOPEX/Poseidon, následovaly tři satelity Jason a poté první Sentinel.
Aby byla zachována konzistentní data, která lze v průběhu let porovnávat, byly všechny mise v této sérii umístěny na stejnou oběžnou dráhu, takže mají stejný pohled na oceány.
Kdykoli nový satelit převzal od svého předchůdce, létaly dva měsíce blízko sebe. To umožnilo velmi pečlivou kalibraci, aby bylo zajištěno konzistentní sledování dat napříč pěti dosavadními satelity.
"Je to opravdu úžasný úspěch, pokud jde o naše klimatické vědecké záznamy," řekl Willis.
Dalších 10 let měření
"Máme tento neuvěřitelný rekord, který je nyní dlouhý 30 let, a Sentinel-6 byl postaven tak, aby tento rekord prodloužil o dalších 10 let," řekl Willis. Aby umožnila těchto dalších 10 let pozorování, postavila NASA ne jeden, ale dva satelity, oba v podstatě identické, takže jakmile v roce 2025 doslouží nedávno vypuštěný Sentinel-6 Michael Freilich, jeho dvojče Sentinel-6b může přes. To umožní celkem 40 let konzistentních záznamů o vzestupu hladiny moří.
"Je to poprvé, co jsme se jako komunita rozhodli udělat to z dlouhodobého hlediska - zavázat se provádět měření vzestupu hladiny moře z vesmíru, ne pouze jeden satelit po druhém," řekl. "Hladina moří v dohledné době nepřestane stoupat, nebudeme schopni přestat měřit, takže potřebujeme mít tuto kontinuitu měření napříč misemi."
Pokud se zdá, že tyto satelity mají relativně krátkou životnost ve srovnání s jinými satelitními misemi, které mohou trvat desetiletí, souvisí to s nadmořskou výškou, ve které operují. Když byly vypuštěny první satelity pro zvýšení hladiny moře, neměli jsme tak dobrou technologii určení polohy těchto satelitů – a údaje o poloze jsou důležité pro získání přesné hladiny moře čtení. Aby to bylo možné, byly družice vypuštěny na velmi vysokou oběžnou dráhu 1300 kilometrů, kde je velmi málo atmosféry a tudíž velmi malá ochrana před radiací.
Výzkumníci chtějí nadále posílat satelity na stejnou oběžnou dráhu, aby zajistili nepřetržitá měření, ale to znamená souhlasit s tím, že tyto satelity budou zničeny radiací a že vydrží jen relativně málo let každý.
Přístroje na satelitu
Přesnost jeho měření je to, co umožňuje satelitu Sentinel-6 stát se mezinárodně uznávaným nástrojem pro měření vzestupu hladiny moře. Výzkumníci ze všech různých oblastí a různých zemí se shodli, že měření z Sentinelu-6 a jeho předchůdců budou použita jako standardní měření pro vzestup hladiny moře.
Přístroje na Sentinelu-6 jsou relativně jednoduché, alespoň koncepčně. Je tu radar, který vysílá rádiové vlny dolů na povrch, aby změřil vzdálenost mezi satelitem a oceánem, polohovací systémy, které poskytují informace o nadmořské výšce satelitu, takže je lze odečíst od měření hladiny moře, a pak ještě jeden důležitý nástroj, tzv. radiometr.
Radiometr měří množství vody v atmosféře pohledem na jas oceánu. Voda v atmosféře ovlivňuje rádiové vlny vysílané radarem, takže radiometr musí toto korigovat a zajistit vysokou úroveň přesnosti pro měření hladiny moře.
Tyto tři přístroje spolu s konzistentními oběžnámi dráhami jsou tím, co dělá Sentinel-6 nejpřesnější metodou, kterou jsme my mají pro měření vzestupu hladiny moře – a proto je dostatečně přesný, aby byl mezinárodním referenčním bodem mise.
Měnící se oceány
Složitější částí měření vzestupu hladiny moře je, jak interpretovat data shromážděná satelitem. Oceány nejsou ploché, takže satelit zprůměruje údaje na ploše několika kilometrů čtverečních, aby to umožnil.
Existují ale i další faktory, které ovlivňují hladinu moří. To zahrnuje počasí, protože změny atmosférického tlaku umožňují, aby se moře vynořilo, když je tlak nízký, příliv a odliv a oceánské proudy, a dokonce i gravitace podmořských hor, které způsobují, že se nad hladinou moře objevují vrcholky jim. Výzkumníci používající data z Sentinel-6 k měření vzestupu hladiny moře musí zohlednit tyto další faktory tím, že zváží data o atmosférických podmínkách a mapy gravitačního pole oceánu.
Všechny tyto další efekty však mohou poskytnout užitečná data pro jiné oblasti výzkumu. Když se podíváme na to, jak moc byla hodnota zprůměrována v dané oblasti, vědci mohou odhadnout, jak velké jsou vlny a jak silný je vítr. Mohou vidět, jak se proudy pohybují oceánem v reálném čase, protože proudy způsobují, že se oceán naklání, takže jedna strana proudu je vyšší než druhá. Mohou také sledovat úlomky nebo olej, když se rozlije do oceánu.
Satelit také neustále sbírá data při průjezdu pevninou a tato data lze použít k monitorování jezer a řek.
Všechna data shromážděná satelitem jsou veřejně dostupná a používají je výzkumníci z celého světa z nejrůznějších oborů. Údaje najdete na webové stránky JPL nebo na Web NASA s údaji o Zemi.
Hrozba klimatických změn
Přílivové záplavy
S projekty, jako je Sentinel-6, můžeme přímo vidět, jak se naše klima mění v důsledku našich lidských činností. Vidíme, že hladiny moří nejen rostou, ale že stoupají stále rychleji a nic nenasvědčuje tomu, že by se tato změna v dohledné době zpomalila nebo zastavila. Je v tom existenční teror.
"Když sledujeme, co se děje s planetou, je to děsivé," řekl Willis. „Naše klima jsme již zahnali do neznámého území. A je to rok od roku víc a víc neznámé."
Nad budoucností lidstva však nezoufá. Spíše zdůrazňuje, že budoucnost naší planety máme ve vlastních rukou.
"Stále je tu prostor pro naději, protože s tím můžeme něco udělat," řekl Willis. „Víme, v čem je problém, a víme, jak ho vyřešit. Není to tak, že by k Zemi mířil obří meteor, který nás všechny vyhladí. S klimatickou změnou skutečně můžeme něco udělat, jen musíme přivolat vůli.“
Doporučení redakce
- Mohl by být klíčem k životu ve vesmíru … dobrý systém osvětlení?
- Tyto nové EV NASA dopraví astronauty na část cesty k Měsíci (tak nějak)
- Podívejte se, jak tento booster SpaceX Falcon 9 podniká 12. cestu do vesmíru
- Hledání obyvatelných měsíců ve sluneční soustavě se zahřívá
- SpaceX slaví 200. přistání rakety s dokonalým přistáním
