Šādi NASA mēra jūras līmeņa celšanos no kosmosa

Klimata pārmaiņas ir nenovēršams drauds cilvēces nākotnei, taču globālais klimats ir tik sarežģīts, ka bieži vien ir grūti pat saskatīt problēmas mērogu. Viens no labākajiem klimata pārmaiņu mērīšanas veidiem var nebūt tas, ko jūs gaidāt, jo tas nav par zemes vai atmosfēras mērīšanu. Tā vietā, lai uzzinātu par klimata pārmaiņām, mums ir jāmēra okeāns.

Jūras līmeņa paaugstināšanās ne tikai ietekmē piekrastes kopienas, samazinot sauszemes masu, bet arī norāda uz plašāku globālās temperatūras pieauguma problēmu. Tas nozīmē, ka jūras līmeņa paaugstināšanās ir ļoti svarīga NASA, kas ne tikai raugās uz citām pasaulēm, bet arī monitori Zeme no kosmosa. Tika izveidots jauns jūras līmeņa novērošanas satelīts Sentinel-6 Michael Freilich uzsākta 2020. gada novembrī gadā un kļuva par oficiālo atsauces misiju jūras līmeņa paaugstināšanai šā gada martā, pēc pārņemšanas no tā priekšgājēja Jason-3.

Tā kā Sentinel-6 uzņemas savu jauno lomu un dvīņu pēctecis Sentinel-6b gaida spārnos, lai vajadzības gadījumā pārņemtu stafeti, mēs esam gatavi nākamajiem 10 gadiem veikt jūras līmeņa mērījumus. Jūs pat varat redzēt, kur Sentinel-6 atrodas virs Zemes šobrīd, izsekojot to, izmantojot NASA tīmekļa lietojumprogramma Eyes.

Mēs runājām ar Džošu Vilisu no NASA Jet Propulsion Laboratory, Sentinel-6 un Jason-3 projekta zinātnieku, par to, kā izmērīt jūras līmeņa pieaugumu no kosmosa.

Mūsu klimata pārmaiņu rādītāju karte

Jūras līmeņa paaugstināšanās ir svarīga ne tikai, lai izprastu mainīgos okeānus. Tas ir arī viens no vērtīgākajiem instrumentiem, kas mums ir, lai novērtētu klimata pārmaiņas kopumā. "Savā ziņā tā ir rezultātu karte," sacīja Viliss. "Tā ir mūsu rādītāju karte par to, kā mums veicas ar klimatu."

Tas ir tāpēc, ka lielāko daļu planētas vidējās temperatūras pieauguma atspoguļo okeānu līmenis. Ir trīs lieli cilvēku izraisīti faktori, kas veicina jūras līmeņa celšanos: Grenlandes ledus kušana un Antarktīda, mazu ledāju kušana citur pasaulē un okeāna sasilšana, kas to izraisa paplašināt. Šie faktori veicina aptuveni vienu trešdaļu no kopējā pieauguma, jo tam tiek pievienots vairāk ūdens okeāni, kad kūst ledāji un ledus cepures, kā arī ūdens izplešanās globālā pieauguma dēļ temperatūras. Tā kā okeāni klāj tik lielu zemeslodes daļu, tie galu galā absorbē lielu daļu no cilvēka darbības radītā liekā siltuma.

"Es domāju, ka jūras līmeņa paaugstināšanās ir skaidrākais rādītājs, kas liecina par cilvēka iejaukšanos klimatā," sacīja Viliss. "Okeāni klāj divas trešdaļas no planētas virsmas, tie absorbē 90% no šī papildu siltuma, kas ir viss klimata pārmaiņu cēlonis, un tie arī absorbē visu ūdeni, kas kūst no ledājiem un ledus loksnes. Tāpēc viņi patiešām ņem vērā visu, ņemot vērā to, kā mēs mainām klimatu visplašākajā veidā.

Un problēma nav tikai jūras līmeņa celšanās. Tas ir tāds, ka arī šī pieauguma temps palielinās.

"Okeānu pieauguma temps nav vienmērīgs. Tas faktiski pieaug, ”sacīja Viliss. "20. gadsimta sākumā okeāni pieauga ar ātrumu aptuveni divi milimetri gadā. 90. vai 2000. gados tas bija vairāk kā trīs. Un tagad tas ir bijis četri un pieci milimetri gadā. Tātad pieauguma temps pēdējo simts gadu laikā ir vairāk nekā dubultojies. Un tas turpinās pieaugt arvien ātrāk.

30 gadu nepārtraukti mērījumi

Daļa no iemesla, kāpēc dati par jūras līmeņa paaugstināšanos ir tik vērtīgi, ir tas, ka tie veido ilgtermiņa ierakstu, kas tiek vākts kopš 1990. gadiem. Pirmie globālie okeānu mērījumi no kosmosa sākās, kad 1992. gadā tika uzsākta TOPEX/Poseidon misija, kam sekoja trīs Jason satelīti un pēc tam pirmais Sentinel.

Lai saglabātu konsekventus datus, ko var salīdzināt gadu gaitā, visas šīs sērijas misijas ir novietotas vienā orbītā, lai tās iegūtu vienādu skatu uz okeāniem.

Ikreiz, kad jauns satelīts pārņēma savu priekšgājēju, tie abi lidoja tuvu kopā vairākus mēnešus. Tas ļāva veikt ļoti rūpīgu kalibrēšanu, lai nodrošinātu, ka datus var konsekventi izsekot piecos līdz šim esošajos satelītos.

"Tas patiešām ir pārsteidzošs sasniegums mūsu klimata zinātnes rekordu ziņā," sacīja Viliss.

Vēl 10 gadu mērījumi

"Mums ir šis neticamais rekords, kas tagad ir 30 gadus garš, un Sentinel-6 tika uzbūvēts, lai pagarinātu šo rekordu vēl par 10 gadiem," sacīja Viliss. Lai nodrošinātu šos papildu 10 gadus novērojumus, NASA uzbūvēja nevis vienu, bet divus satelītus, kuri abi būtībā ir identiski. Tiklīdz nesen palaitais Sentinel-6 Maikls Freilihs 2025. gadā beigsies, tā dvīņu Sentinel-6b var izmantot beidzies. Tas ļaus kopumā 40 gadus pastāvīgi reģistrēt jūras līmeņa celšanos.

"Šī ir pirmā reize, kad mēs kā kopiena esam nolēmuši to darīt ilgtermiņā - apņemties veikt jūras līmeņa celšanās mērījumus no kosmosa, nevis tikai no viena satelīta vienlaikus," viņš teica. "Jūras līmenis tuvākajā laikā nepārtrauks celties, mēs nevarēsim pārtraukt tā mērīšanu, tāpēc mums ir jānodrošina šāda mērījumu nepārtrauktība visās misijās."

Ja šķiet, ka šiem satelītiem ir salīdzinoši īss dzīves ilgums, salīdzinot ar citām satelītu misijām, kas varētu ilgt gadu desmitus, tas ir saistīts ar augstumu, kādā tie darbojas. Kad tika palaisti pirmie jūras līmeņa celšanās satelīti, mums nebija tik labas tehnoloģijas noteikt šo satelītu atrašanās vietu, un pozicionēšanas dati ir svarīgi, lai iegūtu precīzu jūras līmeni lasījumi. Lai to nodrošinātu, satelīti tika palaisti ļoti augstā 1300 kilometru orbītā, kur ir ļoti maz atmosfēras un līdz ar to ļoti maza aizsardzība pret radiāciju.

Pētnieki vēlas turpināt sūtīt satelītus uz šo pašu orbītu, lai nodrošinātu nepārtrauktus mērījumus, bet tas nozīmē pieņemt, ka šie satelīti tiks pakļauti starojumam un tie kalpos tikai salīdzinoši dažus gadus katrs.

Instrumenti uz satelīta

Tā rādījumu precizitāte ļauj Sentinel-6 satelītam kļūt par starptautiski atzītu instrumentu jūras līmeņa celšanās mērīšanai. Pētnieki no dažādām jomām un dažādām valstīm ir vienojušies, ka mērījumi, kas veikti no Sentinel-6 un tā priekšgājējiem, tiks izmantoti kā standarta mērījumi jūras līmeņa paaugstināšanai.

Sentinel-6 instrumenti ir salīdzinoši vienkārši, vismaz konceptuāli. Ir radars, kas sūta radioviļņus uz leju uz virsmu, lai izmērītu attālumu starp satelītu un okeānu, pozicionēšanas sistēmas, kas nodrošina informācija par satelīta augstumu, lai to varētu atņemt no jūras līmeņa mērījumiem, un pēc tam vēl viens svarīgs instruments, ko sauc par radiometrs.

Radiometrs mēra ūdens daudzumu atmosfērā, skatoties uz okeāna spilgtumu. Ūdens atmosfērā ietekmē radara raidītos radioviļņus, tāpēc radiometram ir nepieciešams to koriģēt un nodrošināt augstu jūras līmeņa mērījumu precizitātes līmeni.

Šie trīs instrumenti, kā arī konsekventās orbītas padara Sentinel-6 par mūsu visprecīzāko metodi ir jūras līmeņa celšanās mērīšanai, un tāpēc tas ir pietiekami precīzs, lai būtu starptautisks atskaites punkts misija.

Mainīgie okeāni

Sarežģītākā jūras līmeņa celšanās mērīšanas daļa ir satelīta savākto datu interpretācija. Okeāni nav plakani, tāpēc satelīts vidēji aprēķina rādījumus vairāku kvadrātkilometru platībā, lai tas būtu iespējams.

Bet ir arī citi faktori, kas ietekmē jūras līmeni. Tas ietver laikapstākļus, jo atmosfēras spiediena izmaiņas ļauj jūrai kļūt kupolām, kad spiediens ir zems, plūdmaiņas un okeāna straumes un pat zemūdens kalnu gravitācija, kas liek virsotnēm parādīties jūras līmenī augstāk viņiem. Pētniekiem, kuri izmanto datus no Sentinel-6, lai izmērītu jūras līmeņa paaugstināšanos, ir jāņem vērā šie citi faktori, ņemot vērā datus par atmosfēras apstākļiem un okeāna gravitācijas lauka kartēm.

Tomēr visi šie citi efekti var sniegt noderīgus datus citām pētniecības jomām. Aplūkojot, cik vidēji rādījumi ir iegūti noteiktā apgabalā, pētnieki var novērtēt, cik lieli ir viļņi un cik stiprs ir vējš. Viņi var redzēt, kā straumes pārvietojas pa okeānu reāllaikā, jo straumes izraisa okeāna sasvēršanos, tāpēc viena straumes puse ir augstāka par otru. Viņi var arī izsekot gruvešiem vai eļļai, kad tā ir izlijusi okeānā.

Satelīts arī turpina vākt datus, šķērsojot zemi, un šos datus var izmantot ezeru un upju uzraudzībai.

Visi satelīta savāktie dati ir publiski pieejami, un tos izmanto pētnieki visā pasaulē no visdažādākajām jomām. Jūs varat atrast datus vietnē JPL vietne vai ieslēgts NASA Zemes datu vietne.

Klimata pārmaiņu draudi

Izmantojot tādus projektus kā Sentinel-6, mēs varam tieši redzēt, kā mūsu klimats mainās mūsu kā cilvēku darbības dēļ. Mēs redzam, ka jūras līmenis ne tikai ceļas, bet arī arvien straujāk, un nekas neliecina, ka šīs izmaiņas tuvākajā laikā palēnināsies vai apstāsies. Tam ir eksistenciāls terors.

"Kamēr mēs vērojam, kas notiek ar planētu, tas ir biedējoši," sacīja Viliss. “Mēs jau esam ieveduši savu klimatu nepazīstamā teritorijā. Un tas ar katru gadu kļūst arvien svešāks. ”

Tomēr viņš nav izmisumā par cilvēces nākotni. Drīzāk viņš uzsver, ka mūsu planētas nākotne ir mūsu pašu rokās.

"Joprojām ir vieta cerībām, jo ​​mēs varam kaut ko darīt," sacīja Viliss. "Mēs zinām, kas ir problēma, un mēs zinām, kā to novērst. Nav tā, ka uz Zemi virzās milzu meteors, kas mūs visus iznīcinās. Mēs faktiski varam kaut ko darīt ar klimata pārmaiņām, mums tikai jāsasauc griba.

Redaktoru ieteikumi

• Vai kosmosa dzīves atslēga varētu būt … laba apgaismojuma sistēma?
• Šie jaunie NASA EV nogādās astronautus daļēji uz Mēnesi (sava ​​veida)
• Noskatieties, kā šis SpaceX Falcon 9 pastiprinātājs izceļas kosmosā 12. reizi
• Apdzīvojamu pavadoņu meklēšana Saules sistēmā uzsilst
• SpaceX atzīmē 200. raķetes nolaišanos ar perfektu piezemējumu