Beginilah cara NASA mengukur kenaikan permukaan laut dari luar angkasa

Perubahan iklim merupakan ancaman nyata bagi masa depan umat manusia, namun iklim global begitu kompleks sehingga seringkali sulit untuk melihat skala permasalahannya. Salah satu cara terbaik untuk mengukur perubahan iklim mungkin tidak seperti yang Anda harapkan – karena ini bukan tentang mengukur daratan atau atmosfer. Sebaliknya, untuk mempelajari perubahan iklim, kita perlu mengukur lautan.

Naiknya permukaan air laut tidak hanya berdampak pada masyarakat pesisir karena berkurangnya luas daratan, namun juga mengindikasikan permasalahan yang lebih luas yaitu kenaikan suhu global. Itu berarti kenaikan permukaan laut sangat penting bagi NASA, yang tidak hanya memperhatikan dunia lain, tapi juga monitor bumi dari luar angkasa. Satelit pemantau permukaan laut baru, Sentinel-6 Michael Freilich, telah diluncurkan diluncurkan pada November 2020

dan menjadi misi referensi resmi untuk kenaikan permukaan laut Maret tahun ini, setelah mengambil alih dari pendahulunya, Jason-3.

Dengan Sentinel-6 mengambil peran barunya, dan penerus kembarnya, Sentinel-6b, menunggu di sayap untuk mengambil alih kendali bila diperlukan, kita siap untuk melakukan pengukuran permukaan laut dalam 10 tahun ke depan. Anda bahkan dapat melihat sendiri di mana letak Sentinel-6 di atas Bumi saat ini, dengan melacaknya menggunakan Aplikasi web Mata NASA.

Kami berbicara dengan Josh Willis dari Jet Propulsion Laboratory NASA, ilmuwan proyek untuk Sentinel-6 dan Jason-3, tentang cara mengukur kenaikan permukaan laut dari luar angkasa.

Kartu skor kami untuk perubahan iklim

Kenaikan permukaan laut tidak hanya penting untuk memahami perubahan lautan. Ini juga merupakan salah satu alat paling berharga yang kita miliki untuk mengukur perubahan iklim secara keseluruhan. “Di satu sisi, ini adalah kartu skor,” kata Willis. “Ini adalah kartu penilaian kami mengenai bagaimana kami menangani iklim.”

Hal ini karena sebagian besar kenaikan suhu rata-rata di planet ini secara keseluruhan tercermin dari naiknya permukaan air laut. Ada tiga faktor besar yang disebabkan oleh aktivitas manusia yang berkontribusi terhadap kenaikan permukaan air laut: Mencairnya lapisan es di Greenland dan Antartika, mencairnya gletser kecil di tempat lain di seluruh dunia, dan pemanasan lautan yang menyebabkannya memperluas. Faktor-faktor ini masing-masing berkontribusi sekitar sepertiga terhadap kenaikan total, karena semakin banyak air yang ditambahkan ke dalamnya lautan ketika gletser dan lapisan es mencair, serta perluasan perairan akibat peningkatan global suhu. Karena lautan menutupi sebagian besar bumi, lautan akhirnya menyerap banyak panas berlebih yang dihasilkan oleh aktivitas manusia.

“Saya menganggap kenaikan permukaan laut sebagai indikator paling jelas adanya campur tangan manusia terhadap iklim,” kata Willis. “Lautan menutupi dua pertiga permukaan bumi, menyerap 90% panas ekstra yang merupakan keseluruhan penyebab perubahan iklim, dan mereka juga menyerap semua air yang mencair dari gletser dan es lembaran. Jadi mereka benar-benar memperhitungkan segalanya dalam kaitannya dengan bagaimana kita mengubah iklim dengan cara yang paling besar.”

Dan masalahnya bukan hanya pada kenaikan permukaan air laut. Tingkat kenaikannya juga meningkat.

“Laju kenaikan permukaan air laut tidaklah stabil. Malah meningkat,” kata Willis. “Pada awal abad ke-20, permukaan air laut naik dengan kecepatan sekitar dua milimeter per tahun. Pada tahun 90an atau 2000an, jumlahnya lebih dari tiga. Dan sekarang sudah empat dan lima milimeter per tahun. Jadi tingkat kenaikannya meningkat lebih dari dua kali lipat dalam seratus tahun terakhir. Dan itu akan terus meningkat semakin cepat.”

30 tahun pengukuran terus menerus

Salah satu alasan mengapa data kenaikan permukaan air laut sangat berharga adalah karena data tersebut merupakan catatan jangka panjang yang telah dikumpulkan sejak tahun 1990an. Pengukuran global pertama lautan dari luar angkasa dimulai ketika misi TOPEX/Poseidon diluncurkan pada tahun 1992, diikuti oleh tiga satelit Jason, dan kemudian Sentinel pertama.

Untuk menjaga konsistensi data yang dapat dibandingkan selama bertahun-tahun, semua misi dalam rangkaian ini telah ditempatkan pada orbit yang sama sehingga mendapatkan pemandangan lautan yang sama.

Setiap kali satelit baru menggantikan pendahulunya, keduanya akan terbang berdekatan selama berbulan-bulan. Hal ini memungkinkan kalibrasi yang sangat hati-hati untuk memastikan bahwa data dapat dilacak secara konsisten di lima satelit hingga saat ini.

“Ini benar-benar pencapaian luar biasa dalam catatan ilmu pengetahuan iklim kita,” kata Willis.

Pengukuran 10 tahun lagi

“Kami memiliki rekor luar biasa yang bertahan selama 30 tahun, dan Sentinel-6 dibangun untuk memperpanjang rekor tersebut 10 tahun lagi,” kata Willis. Untuk memungkinkan pengamatan tambahan selama 10 tahun ini, NASA membangun bukan hanya satu tapi dua satelit, yang keduanya pada dasarnya identik setelah Sentinel-6 Michael Freilich yang baru diluncurkan mencapai akhir masa pakainya pada tahun 2025, kembarannya Sentinel-6b dapat mengambil alih lebih. Hal ini akan memungkinkan pencatatan kenaikan permukaan laut secara konsisten selama 40 tahun.

“Ini pertama kalinya kami sebagai komunitas memutuskan untuk melakukan hal ini dalam jangka panjang – berkomitmen untuk melakukan pengukuran kenaikan permukaan laut dari luar angkasa, bukan hanya satu satelit dalam satu waktu,” katanya. “Permukaan air laut tidak akan berhenti naik dalam waktu dekat, kita tidak akan bisa berhenti mengukurnya, jadi kita perlu melakukan pengukuran yang berkelanjutan di seluruh misi.”

Jika tampaknya satelit-satelit ini memiliki harapan hidup yang relatif pendek jika dibandingkan dengan misi satelit lain yang mungkin bertahan selama beberapa dekade, hal ini terkait dengan ketinggian di mana satelit tersebut beroperasi. Ketika satelit kenaikan permukaan laut pertama diluncurkan, kita tidak memiliki teknologi sebaik itu menentukan posisi satelit-satelit tersebut – dan data penentuan posisi penting untuk mendapatkan permukaan laut yang akurat bacaan. Untuk memungkinkan hal ini, satelit diluncurkan ke orbit yang sangat tinggi yaitu 1.300 kilometer, di mana terdapat sangat sedikit atmosfer sehingga sangat sedikit perlindungan dari radiasi.

Para peneliti ingin terus mengirimkan satelit ke orbit yang sama untuk memastikan pengukuran terus menerus, tapi itu saja berarti menerima bahwa satelit-satelit ini akan terkena radiasi dan hanya akan bertahan beberapa tahun saja setiap.

Instrumen di satelit

Keakuratan pembacaannya memungkinkan satelit Sentinel-6 menjadi alat yang diakui secara internasional untuk mengukur kenaikan permukaan laut. Para peneliti dari berbagai bidang dan negara telah sepakat bahwa pengukuran yang dilakukan dari Sentinel-6 dan pendahulunya akan digunakan sebagai pengukuran standar kenaikan permukaan laut.

Instrumen pada Sentinel-6 relatif sederhana, setidaknya secara konseptual. Ada radar, yang mengirimkan gelombang radio ke permukaan untuk mengukur jarak antara satelit dan lautan, sistem penentuan posisi yang memberikan informasi tentang ketinggian satelit sehingga dapat dikurangi dari pengukuran permukaan laut, dan ada satu instrumen penting lagi yang disebut a radiometer.

Radiometer mengukur jumlah air di atmosfer dengan melihat kecerahan laut. Air di atmosfer mempengaruhi gelombang radio yang dikirim oleh radar, sehingga diperlukan radiometer untuk mengoreksinya dan menjamin tingkat akurasi yang tinggi dalam pengukuran permukaan laut.

Ketiga instrumen ini, serta orbit yang konsisten, menjadikan Sentinel-6 metode paling akurat yang kami miliki untuk mengukur kenaikan permukaan air laut – dan itulah mengapa alat ini cukup akurat untuk dijadikan referensi internasional misi.

Lautan yang berubah

Bagian yang lebih rumit dalam mengukur kenaikan permukaan laut adalah bagaimana menafsirkan data yang dikumpulkan oleh satelit. Lautan tidak datar, sehingga satelit mengeluarkan rata-rata pembacaan pada area seluas beberapa kilometer persegi untuk memungkinkan hal ini.

Namun ada faktor lain yang juga mempengaruhi permukaan laut. Hal ini termasuk cuaca karena perubahan tekanan atmosfer memungkinkan laut naik ketika tekanan rendah, yaitu saat air pasang dan arus laut, dan bahkan gravitasi pegunungan bawah laut, yang menyebabkan munculnya puncak-puncak di permukaan laut di atasnya mereka. Para peneliti yang menggunakan data dari Sentinel-6 untuk mengukur kenaikan permukaan laut harus memperhitungkan faktor-faktor lain dengan mempertimbangkan data kondisi atmosfer dan peta medan gravitasi lautan.

Semua efek lain ini dapat memberikan data yang berguna untuk bidang penelitian lainnya. Dengan melihat seberapa besar rata-rata pembacaan di wilayah tertentu, peneliti dapat memperkirakan seberapa besar gelombang yang terjadi, dan seberapa kuat angin yang bertiup. Mereka dapat melihat bagaimana arus bergerak melalui lautan secara real time, karena arus menyebabkan lautan miring sehingga satu sisi arus lebih tinggi dari sisi lainnya. Mereka juga dapat melacak puing-puing atau minyak yang tumpah ke laut.

Satelit juga terus mengumpulkan data ketika melewati daratan dan data tersebut dapat digunakan untuk memantau danau dan sungai.

Semua data yang dikumpulkan oleh satelit tersedia untuk umum dan digunakan oleh para peneliti di seluruh dunia dari berbagai bidang. Anda dapat menemukan datanya di situs web JPL atau aktif Situs web data Bumi NASA.

Ancaman perubahan iklim

Dengan proyek seperti Sentinel-6, kita dapat melihat secara langsung perubahan iklim akibat aktivitas kita sebagai manusia. Kita dapat melihat bahwa tidak hanya permukaan air laut yang meningkat, namun kenaikannya semakin cepat, dan tidak ada indikasi bahwa perubahan ini akan melambat atau berhenti dalam waktu dekat. Ada teror eksistensial dalam hal itu.

“Saat kita menyaksikan apa yang terjadi pada planet ini, hal ini menakutkan,” kata Willis. “Kita telah mendorong iklim kita ke wilayah yang asing. Dan hal ini menjadi semakin asing setiap tahunnya.”

Namun, dia tidak putus asa dengan masa depan umat manusia. Sebaliknya, ia menekankan bahwa masa depan planet kita ada di tangan kita sendiri.

“Masih ada ruang untuk berharap, karena ini adalah sesuatu yang bisa kita lakukan,” kata Willis. “Kami tahu apa masalahnya, dan kami tahu banyak cara memperbaikinya. Bukan berarti ada meteor raksasa yang menuju bumi dan akan memusnahkan kita semua. Kita sebenarnya bisa melakukan sesuatu terhadap perubahan iklim, kita hanya perlu mewujudkan keinginan tersebut.”

Rekomendasi Editor

• Mungkinkah kunci untuk hidup di luar angkasa adalah… sistem pencahayaan yang baik?
• EV NASA baru ini akan mengantarkan astronot ke bulan (semacamnya)
• Saksikan booster SpaceX Falcon 9 ini melakukan perjalanannya yang ke-12 ke luar angkasa
• Pencarian bulan layak huni di tata surya semakin memanas
• SpaceX menandai pendaratan roket ke-200 dengan pendaratan sempurna