Der Klimawandel stellt eine unmittelbare Bedrohung für die Zukunft der Menschheit dar, aber das globale Klima ist so komplex, dass es oft schwierig ist, das Ausmaß des Problems überhaupt zu erkennen. Eine der besten Möglichkeiten, den Klimawandel zu messen, ist möglicherweise nicht das, was Sie erwarten – denn es geht nicht darum, das Land oder die Atmosphäre zu messen. Um mehr über den Klimawandel zu erfahren, müssen wir stattdessen den Ozean vermessen.
Inhalt
- Unsere Scorecard zum Klimawandel
- 30 Jahre kontinuierliche Messungen
- Weitere 10 Jahre Messungen
- Instrumente auf dem Satelliten
- Die sich verändernden Ozeane
- Die Bedrohung durch den Klimawandel
Der Anstieg des Meeresspiegels beeinträchtigt nicht nur Küstengemeinden durch die Verringerung der Landmasse, sondern weist auch auf das umfassendere Problem steigender globaler Temperaturen hin. Das bedeutet, dass der Anstieg des Meeresspiegels für die NASA von großer Bedeutung ist, die nicht nur auf andere Welten blickt, sondern auch
Monitore die Erde aus dem Weltraum. Ein neuer Satellit zur Überwachung des Meeresspiegels, Sentinel-6 Michael Freilich, war im November 2020 gestartet und wurde zur offiziellen Referenzmission für den Anstieg des Meeresspiegels März dieses Jahres, nachdem es seinen Vorgänger Jason-3 abgelöst hatte.„Wissenschaft ist international“, sagt der französische NASA-Wissenschaftler zum Anstieg des Meeresspiegels | Sentinel-6 Michael Freilich
Da Sentinel-6 seine neue Rolle übernimmt und ein Zwillingsnachfolger, Sentinel-6b, in den Startlöchern steht, um bei Bedarf den Staffelstab zu übernehmen, sind wir für die nächsten 10 Jahre der Meeresspiegelmessungen gerüstet. Sie können sogar selbst sehen, wo sich Sentinel-6 gerade über der Erde befindet, indem Sie es mit verfolgen Die Eyes-Webanwendung der NASA.
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Wir sprachen mit Josh Willis vom Jet Propulsion Laboratory der NASA, Projektwissenschaftler für Sentinel-6 und Jason-3, darüber, wie man den Anstieg des Meeresspiegels aus dem Weltraum messen kann.
Unsere Scorecard zum Klimawandel
Der Anstieg des Meeresspiegels ist nicht nur wichtig, um die Veränderungen der Ozeane zu verstehen. Es ist auch eines der wertvollsten Instrumente, die wir zur Messung des Klimawandels als Ganzes haben. „In gewisser Weise ist es eine Scorecard“, sagte Willis. „Es ist unser Scorecard dafür, wie wir mit dem Klima umgehen.“
Das liegt daran, dass sich ein Großteil der steigenden Durchschnittstemperatur des Planeten insgesamt im Pegel der Ozeane widerspiegelt. Es gibt drei große vom Menschen verursachte Faktoren, die zum Anstieg des Meeresspiegels beitragen: Das Abschmelzen der Eisschilde in Grönland und Die Antarktis, das Abschmelzen kleiner Gletscher anderswo auf der Welt und die dadurch verursachte Erwärmung des Ozeans expandieren. Diese Faktoren tragen jeweils etwa ein Drittel zum Gesamtanstieg bei, da mehr Wasser hinzugefügt wird Ozeane, wenn Gletscher und Eiskappen schmelzen, sowie die Ausdehnung des Wassers aufgrund der zunehmenden globalen Erwärmung Temperaturen. Da die Ozeane einen großen Teil der Erde bedecken, absorbieren sie letztendlich einen Großteil der durch menschliche Aktivitäten erzeugten überschüssigen Wärme.
„Ich halte den Anstieg des Meeresspiegels für den klarsten Indikator für menschliche Eingriffe in das Klima“, sagte Willis. „Ozeane bedecken zwei Drittel der Erdoberfläche, sie absorbieren 90 % dieser zusätzlichen Wärme, die das Ganze ausmacht.“ Ursache des Klimawandels, und sie absorbieren auch das gesamte Wasser, das von den Gletschern und dem Eis schmilzt Blätter. Sie zählen also wirklich alles im Hinblick darauf, wie wir das Klima im Großen und Ganzen verändern.“
Und das Problem ist nicht nur, dass der Meeresspiegel steigt. Es ist so, dass auch die Rate dieses Anstiegs zunimmt.
„Die Anstiegsgeschwindigkeit der Ozeane ist nicht konstant. Es nimmt tatsächlich zu“, sagte Willis. „Zu Beginn des 20. Jahrhunderts stiegen die Ozeane mit einer Geschwindigkeit von etwa zwei Millimetern pro Jahr. In den 90er oder 2000er Jahren waren es eher drei. Und jetzt sind es vier und fünf Millimeter pro Jahr. Damit hat sich die Steigerungsrate in den letzten hundert Jahren mehr als verdoppelt. Und es wird immer schneller zunehmen.“
30 Jahre kontinuierliche Messungen
Ein Grund dafür, dass Daten zum Anstieg des Meeresspiegels so wertvoll sind, liegt unter anderem darin, dass es sich dabei um Langzeitaufzeichnungen handelt, die seit den 1990er Jahren gesammelt werden. Die ersten globalen Messungen der Ozeane aus dem Weltraum begannen mit dem Start der TOPEX/Poseidon-Mission im Jahr 1992, gefolgt von den drei Jason-Satelliten und schließlich dem ersten Sentinel.
Um konsistente Daten zu erhalten, die über die Jahre hinweg verglichen werden können, wurden alle Missionen dieser Serie in die gleiche Umlaufbahn gebracht, sodass sie den gleichen Blick auf die Ozeane haben.
Wann immer ein neuer Satellit seinen Vorgänger ablöste, flogen die beiden monatelang nahe beieinander. Dies ermöglichte eine sehr sorgfältige Kalibrierung, um sicherzustellen, dass die Daten bisher über die fünf Satelliten hinweg konsistent verfolgt werden konnten.
„Es ist wirklich eine erstaunliche Leistung im Hinblick auf unsere klimawissenschaftliche Bilanz“, sagte Willis.
Weitere 10 Jahre Messungen
„Wir haben diesen unglaublichen Rekord, der jetzt 30 Jahre alt ist, und Sentinel-6 wurde gebaut, um diesen Rekord um weitere 10 Jahre zu verlängern“, sagte Willis. Um diese zusätzlichen 10 Jahre an Beobachtungen zu ermöglichen, baute die NASA nicht nur einen, sondern zwei Satelliten, die beide im Wesentlichen identisch waren Sobald der kürzlich gestartete Sentinel-6 Michael Freilich im Jahr 2025 das Ende seiner Lebensdauer erreicht, kann sein Zwilling Sentinel-6b es aufnehmen über. Dies wird insgesamt 40 Jahre lang konsistente Aufzeichnungen des Meeresspiegelanstiegs ermöglichen.
„Es ist das erste Mal, dass wir als Gemeinschaft beschlossen haben, dies langfristig zu tun – uns dazu zu verpflichten, Messungen des Meeresspiegelanstiegs aus dem Weltraum durchzuführen und nicht nur jeweils einen Satelliten“, sagte er. „Der Meeresspiegel wird so schnell nicht aufhören zu steigen, wir werden nicht in der Lage sein, mit der Messung aufzuhören, also brauchen wir diese Kontinuität der Messungen über alle Missionen hinweg.“
Wenn es so aussieht, als hätten diese Satelliten im Vergleich zu anderen Satellitenmissionen, die Jahrzehnte dauern könnten, eine relativ kurze Lebenserwartung, dann hängt das mit der Höhe zusammen, in der sie betrieben werden. Als die ersten Satelliten zum Anstieg des Meeresspiegels gestartet wurden, verfügten wir nicht über eine so gute Technologie Die Bestimmung der Position dieser Satelliten und Positionierungsdaten ist wichtig, um den genauen Meeresspiegel zu ermitteln Lesungen. Um dies zu ermöglichen, wurden die Satelliten in eine sehr hohe Umlaufbahn von 1.300 Kilometern gebracht, wo es nur eine sehr geringe Atmosphäre und damit einen geringen Strahlungsschutz gibt.
Forscher wollen weiterhin Satelliten in dieselbe Umlaufbahn schicken, um kontinuierliche Messungen zu gewährleisten, aber das ist nicht der Fall Das bedeutet, dass man akzeptieren muss, dass diese Satelliten durch Strahlung beschädigt werden und nur relativ wenige Jahre halten jede.
Instrumente auf dem Satelliten
Die Genauigkeit seiner Messwerte macht den Sentinel-6-Satelliten zum international anerkannten Instrument zur Messung des Meeresspiegelanstiegs. Forscher aus allen Bereichen und aus verschiedenen Ländern sind sich einig, dass die Messungen von Sentinel-6 und seinen Vorgängern als Standardmessung für den Anstieg des Meeresspiegels verwendet werden.
Die Instrumente auf Sentinel-6 sind zumindest konzeptionell relativ einfach. Es gibt das Radar, das Radiowellen an die Oberfläche sendet, um die Entfernung zwischen dem Satelliten und dem Ozean zu messen, die Positionierungssysteme, die dies ermöglichen Informationen über die Höhe des Satelliten, damit diese von den Meeresspiegelmessungen abgezogen werden können, und dann ein weiteres wichtiges Instrument namens a Radiometer.
Das Radiometer misst die Wassermenge in der Atmosphäre anhand der Helligkeit des Ozeans. Das Wasser in der Atmosphäre beeinflusst die vom Radar gesendeten Radiowellen, daher muss das Radiometer dies korrigieren und ein hohes Maß an Genauigkeit für Meeresspiegelmessungen gewährleisten.
Diese drei Instrumente machen Sentinel-6 zusammen mit den konsistenten Umlaufbahnen zur genauesten Methode, die wir haben zur Messung des Meeresspiegelanstiegs – und deshalb ist es genau genug, um als internationale Referenz zu dienen Mission.
Die sich verändernden Ozeane
Der kompliziertere Teil der Messung des Meeresspiegelanstiegs ist die Interpretation der vom Satelliten gesammelten Daten. Da die Ozeane nicht flach sind, berechnet der Satellit die Messwerte über eine Fläche von mehreren Quadratkilometern, um dies zu berücksichtigen.
Aber es gibt auch andere Faktoren, die den Meeresspiegel beeinflussen. Dazu gehört auch das Wetter, da Änderungen des atmosphärischen Drucks dazu führen, dass sich das Meer bei niedrigem Druck, den Gezeiten, aufwölbt und Meeresströmungen und sogar die Schwerkraft von Unterwasserbergen, die dazu führen, dass im darüber liegenden Meeresspiegel Gipfel entstehen ihnen. Die Forscher, die Daten von Sentinel-6 verwenden, um den Anstieg des Meeresspiegels zu messen, müssen diese anderen Faktoren berücksichtigen, indem sie Daten zu atmosphärischen Bedingungen und Karten des Schwerefelds des Ozeans berücksichtigen.
Alle diese anderen Effekte können jedoch nützliche Daten für andere Forschungsbereiche liefern. Anhand der gemittelten Messwerte über ein bestimmtes Gebiet können Forscher abschätzen, wie groß die Wellen und wie stark die Winde sind. Sie können in Echtzeit sehen, wie sich Strömungen durch den Ozean bewegen, da Strömungen dazu führen, dass der Ozean kippt, sodass eine Seite der Strömung höher ist als die andere. Sie können auch Trümmer oder Öl aufspüren, wenn diese ins Meer gelangen.
Auch beim Überlandflug sammelt der Satellit immer wieder Daten, die zur Überwachung von Seen und Flüssen genutzt werden können.
Alle vom Satelliten gesammelten Daten sind öffentlich verfügbar und werden von Forschern auf der ganzen Welt aus den unterschiedlichsten Bereichen genutzt. Die Daten finden Sie auf der JPL-Website oder weiter Website der NASA für Erddaten.
Die Bedrohung durch den Klimawandel
Hochwasserüberschwemmung
Mit Projekten wie Sentinel-6 können wir direkt sehen, wie sich unser Klima aufgrund unserer Aktivitäten als Menschen verändert. Wir können sehen, dass der Meeresspiegel nicht nur steigt, sondern dass er immer schneller ansteigt, und es gibt keine Anzeichen dafür, dass sich dieser Wandel verlangsamt oder in absehbarer Zeit aufhört. Darin liegt ein existenzieller Terror.
„Wenn wir beobachten, was mit dem Planeten passiert, ist es beängstigend“, sagte Willis. „Wir haben unser Klima bereits in unbekanntes Terrain getrieben. Und es wird von Jahr zu Jahr ungewohnter.“
Er verzweifelt jedoch nicht an der Zukunft der Menschheit. Er betont vielmehr, dass die Zukunft unseres Planeten in unseren eigenen Händen liegt.
„Es gibt immer noch Raum für Hoffnung, denn hier können wir etwas tun“, sagte Willis. „Wir kennen das Problem und wissen ziemlich genau, wie wir es beheben können. Es ist nicht so, dass ein riesiger Meteor auf die Erde zusteuert und uns alle auslöschen wird. Wir können tatsächlich etwas gegen den Klimawandel tun, wir müssen nur den Willen aufbringen.“
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