NASA가 우주에서 해수면 상승을 측정하는 방법

기후변화는 인류의 미래에 임박한 위협이지만, 지구 기후는 너무 복잡해서 문제의 규모조차 가늠하기 어려울 때가 많습니다. 기후 변화를 측정하는 가장 좋은 방법 중 하나는 예상과 다를 수 있습니다. 왜냐하면 토지나 대기를 측정하는 것이 아니기 때문입니다. 대신 기후변화에 대해 배우기 위해서는 바다를 측정해야 합니다.

해수면 상승은 육지 질량을 감소시켜 해안 지역 사회에 영향을 미칠 뿐만 아니라 지구 온도 상승이라는 더 넓은 문제를 나타냅니다. 이는 해수면 상승이 다른 세계를 바라볼 뿐만 아니라 NASA에게도 매우 중요하다는 것을 의미합니다. 모니터 우주에서 본 지구. 새로운 해수면 모니터링 위성인 Sentinel-6 Michael Freilich가 탄생했습니다. 2020년 11월 출시 해수면 상승에 대한 공식적인 참고 임무가 되었습니다. 올해 3월, 이전 버전인 Jason-3을 인수한 후입니다.

Sentinel-6이 새로운 역할을 맡고 쌍둥이 후속작인 Sentinel-6b가 필요할 때 지휘봉을 잡기 위해 대기하면서 우리는 향후 10년간의 해수면 측정을 준비하고 있습니다. 다음을 사용하여 추적하면 현재 지구 위 Sentinel-6의 위치를 ​​직접 확인할 수도 있습니다. NASA의 Eyes 웹 애플리케이션.

우리는 Sentinel-6과 Jason-3의 프로젝트 과학자이자 NASA 제트 추진 연구소의 Josh Willis에게 우주에서 해수면 상승을 측정하는 방법에 대해 이야기했습니다.

기후 변화에 대한 스코어카드

해수면 상승은 변화하는 바다를 이해하는 데에만 중요한 것이 아닙니다. 이는 또한 기후 변화를 전체적으로 측정하는 데 사용할 수 있는 가장 귀중한 도구 중 하나이기도 합니다. “어떤 면에서 이것은 스코어카드입니다.” 윌리스가 말했습니다. "이것은 우리가 기후에 대해 어떻게 대처하고 있는지를 보여주는 스코어카드입니다."

그 이유는 지구 전체의 평균 기온 상승의 상당 부분이 바다의 수위에 반영되기 때문입니다. 해수면 상승에 영향을 미치는 세 가지 큰 인간 원인 요인이 있습니다. 그린란드의 빙상이 녹는 것과 남극 대륙, 전 세계 다른 곳의 작은 빙하가 녹는 것과 이를 초래하는 바다의 온난화 확장하다. 이러한 요소들은 더 많은 물이 토양에 추가되기 때문에 전체 상승의 약 1/3을 차지합니다. 빙하와 만년설이 녹으면서 바다가 늘어나고, 지구온난화로 인해 물이 팽창하게 됩니다. 온도. 바다는 지구의 많은 부분을 덮고 있기 때문에 결국 인간 활동으로 인해 발생하는 과도한 열을 많이 흡수하게 됩니다.

“나는 해수면 상승이 기후에 대한 인간의 간섭을 나타내는 가장 명확한 지표라고 생각합니다.”라고 윌리스는 말했습니다. “바다는 지구 표면의 2/3를 덮고 있으며 지구 전체에 존재하는 추가 열의 90%를 흡수합니다. 기후 변화의 원인이며 빙하와 얼음에서 녹는 모든 물도 흡수하고 있습니다. 시트. 그래서 그들은 우리가 어떻게 가장 큰 그림 방식으로 기후를 변화시키고 있는지에 관해 모든 것을 계산하고 있습니다.”

그리고 문제는 해수면이 상승하는 것뿐만이 아닙니다. 그 상승폭도 점점 커지고 있다는 거죠.

“해수면 상승 속도는 일정하지 않습니다. 실제로 증가하고 있습니다.”라고 Willis는 말했습니다. “20세기 초반에 바다의 수위는 연간 약 2밀리미터씩 상승했습니다. 90년대나 2000년대에는 3명에 가까웠습니다. 이제는 연간 4~5mm가 되었습니다. 따라서 상승률은 지난 100년 동안 두 배 이상 증가했습니다. 그리고 점점 더 빠르게 증가할 것입니다.”

30년간의 지속적인 측정

해수면 상승 데이터가 그토록 귀중한 이유 중 하나는 1990년대 이후 수집된 장기 기록을 형성한다는 점입니다. 우주에서 해양에 대한 최초의 글로벌 측정은 1992년 TOPEX/Poseidon 임무가 시작되었을 때 시작되었으며, 이후 3개의 Jason 위성, 첫 번째 Sentinel 위성이 이어졌습니다.

수년에 걸쳐 비교할 수 있는 일관된 데이터를 유지하기 위해 이 시리즈의 모든 임무는 동일한 궤도에 배치되어 동일한 바다 뷰를 얻을 수 있습니다.

새로운 위성이 이전 위성의 자리를 대신할 때마다 두 위성은 몇 달 동안 서로 가까이 비행했습니다. 이를 통해 현재까지 5개의 위성에 걸쳐 데이터를 일관되게 추적할 수 있도록 매우 신중한 보정이 가능했습니다.

윌리스는 “기후 과학 기록 측면에서 정말 놀라운 성과입니다.”라고 말했습니다.

또 다른 10년의 측정

윌리스는 "우리는 이제 30년이 된 이 놀라운 기록을 보유하고 있으며 Sentinel-6은 그 기록을 10년 더 연장하기 위해 제작되었습니다"라고 말했습니다. 10년의 추가 관측을 가능하게 하기 위해 NASA는 하나가 아닌 두 개의 위성을 만들었습니다. 두 위성 모두 본질적으로 동일합니다. 최근 발사된 Sentinel-6 Michael Freilich가 2025년에 수명을 다하게 되면 쌍둥이 Sentinel-6b는 다음을 수행할 수 있습니다. 위에. 그러면 총 40년간 해수면 상승에 대한 일관된 기록이 가능해집니다.

“우리가 커뮤니티로서 장기적으로 이 일을 하기로 결정한 것은 처음입니다. 즉, 한 번에 하나의 위성이 아닌 우주에서 해수면 상승 측정을 수행하기로 약속한 것입니다.”라고 그는 말했습니다. "해수면 상승은 곧 멈추지 않을 것입니다. 우리는 측정을 중단할 수 없을 것입니다. 따라서 우리는 임무 전반에 걸쳐 측정의 연속성을 확보해야 합니다."

수십 년 동안 지속될 수 있는 다른 위성 임무에 비해 이러한 위성의 기대 수명이 상대적으로 짧은 것처럼 보인다면 이는 위성이 작동하는 고도와 관련이 있습니다. 최초의 해수면 상승 위성이 발사되었을 때 우리는 그렇게 좋은 기술을 갖고 있지 않았습니다. 해당 위성의 위치를 ​​결정하고 정확한 해수면을 얻으려면 위치 데이터가 중요합니다. 독서. 이를 허용하기 위해 위성은 대기가 거의 없어 방사선으로부터 거의 보호되지 않는 1,300km의 매우 높은 궤도로 발사되었습니다.

연구원들은 지속적인 측정을 보장하기 위해 동일한 궤도에 위성을 계속 보내고 싶어하지만 이는 이러한 위성이 방사선에 의해 손상될 것이며 상대적으로 몇 년만 지속된다는 점을 받아들이는 것을 의미합니다. 각.

위성의 장비

판독값의 정확성 덕분에 Sentinel-6 위성은 해수면 상승을 측정하는 데 있어 국제적으로 인정받는 도구가 되었습니다. 다양한 분야와 국가의 연구자들은 Sentinel-6과 그 이전 모델에서 얻은 측정값이 해수면 상승에 대한 표준 측정값으로 사용된다는 데 동의했습니다.

Sentinel-6의 장비는 적어도 개념적으로는 상대적으로 간단합니다. 위성과 바다 사이의 거리를 측정하기 위해 전파를 표면으로 보내는 레이더와 위치 확인 시스템이 있습니다. 해수면 측정에서 이를 뺄 수 있도록 위성의 고도에 대한 정보를 제공하고, 그 다음에는 복사계.

복사계는 바다의 밝기를 보고 대기 중 물의 양을 측정합니다. 대기 중의 물은 레이더가 보내는 전파에 영향을 미치므로 이를 교정하고 해수면 측정에 대한 높은 수준의 정확도를 보장하는 복사계가 필요합니다.

일관된 궤도와 함께 이 세 가지 장비는 Sentinel-6를 우리가 가장 정확한 방법으로 만드는 이유입니다. 해수면 상승을 측정할 수 있는 능력이 있기 때문에 국제 기준이 될 만큼 정확합니다. 사명.

변화하는 바다

해수면 상승 측정에서 더 복잡한 부분은 위성이 수집한 데이터를 해석하는 방법입니다. 바다는 평평하지 않기 때문에 위성은 이를 허용하기 위해 수 평방 킬로미터에 걸쳐 판독값을 평균화합니다.

그러나 해수면에 영향을 미치는 다른 요인도 있습니다. 여기에는 대기압의 변화로 인해 압력이 낮을 때 바다가 둥글게 변하는 날씨, 조수 등이 포함됩니다. 해류, 심지어 해저 산의 중력으로 인해 해수면 위의 봉우리가 나타나게 됩니다. 그들을. 해수면 상승을 측정하기 위해 Sentinel-6의 데이터를 사용하는 연구자들은 대기 조건에 대한 데이터와 해양 중력장의 지도를 고려하여 이러한 다른 요인들을 설명해야 합니다.

이러한 다른 모든 효과는 다른 연구 분야에 유용한 데이터를 제공할 수 있습니다. 연구자들은 특정 지역에 대한 평균 수치가 얼마나 되는지 살펴봄으로써 파도의 크기와 바람의 세기를 추정할 수 있습니다. 해류로 인해 바다가 기울어져 해류의 한 쪽이 다른 쪽보다 높아지기 때문에 그들은 실시간으로 해류가 바다를 통해 어떻게 이동하는지 볼 수 있습니다. 또한 바다에 유출된 잔해나 기름을 추적할 수도 있습니다.

또한 위성은 육지를 지나갈 때에도 계속 데이터를 수집하며 이 데이터는 호수와 강을 모니터링하는 데 사용될 수 있습니다.

위성이 수집한 모든 데이터는 공개적으로 이용 가능하며, 전 세계 다양한 분야의 연구자들이 활용하고 있습니다. 에서 데이터를 찾을 수 있습니다. JPL 웹사이트 또는 NASA의 지구 데이터 웹사이트.

기후 변화의 위협

Sentinel-6과 같은 프로젝트를 통해 우리는 인간의 활동으로 인해 기후가 변화하는 방식을 직접 확인할 수 있습니다. 우리는 해수면이 상승하고 있을 뿐만 아니라 점점 더 빠르게 상승하고 있음을 알 수 있으며 이러한 변화가 곧 둔화되거나 멈출 것이라는 징후는 없습니다. 거기에는 실존적 공포가 있습니다.

“지구에 무슨 일이 일어나고 있는지 지켜보면 정말 무섭습니다.” 윌리스가 말했습니다. “우리는 이미 기후를 낯선 영역으로 몰아넣었습니다. 그리고 해가 갈수록 점점 더 낯설어지고 있어요.”

그러나 그는 인류의 미래에 대해 절망하지 않습니다. 오히려 그는 지구의 미래가 우리 손에 달려 있음을 강조합니다.

윌리스는 “아직 희망의 여지가 있습니다. 왜냐하면 이것은 우리가 뭔가를 할 수 있는 일이기 때문입니다.”라고 말했습니다. “우리는 문제가 무엇인지 알고 있으며 이를 해결하는 방법도 거의 알고 있습니다. 우리 모두를 멸절시킬 지구를 향해 다가오는 거대한 유성이 있는 것과는 다릅니다. 우리는 실제로 기후 변화에 대해 뭔가를 할 수 있습니다. 단지 의지를 불러일으키기만 하면 됩니다.”

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