Acesta este modul în care NASA măsoară creșterea nivelului mării din spațiu

Schimbările climatice reprezintă o amenințare iminentă pentru viitorul umanității, dar clima globală este atât de complexă încât este adesea greu de văzut amploarea problemei. Una dintre cele mai bune modalități pe care le avem de a măsura schimbările climatice ar putea să nu fie ceea ce vă așteptați – pentru că nu este vorba despre măsurarea solului sau a atmosferei. În schimb, pentru a afla despre schimbările climatice, trebuie să măsurăm oceanul.

Creșterea nivelului mării nu afectează doar comunitățile de coastă prin reducerea masei de uscat, dar indică și problema mai largă a creșterii temperaturilor globale. Aceasta înseamnă că creșterea nivelului mării este de mare importanță pentru NASA, care nu privește doar alte lumi, ci și monitoare Pământul din spațiu. Un nou satelit de monitorizare a nivelului mării, Sentinel-6 Michael Freilich, a fost

lansat în noiembrie 2020 și a devenit misiunea oficială de referință pentru creșterea nivelului mării Martie anul acesta, după ce a preluat predecesorul său, Jason-3.

Cu Sentinel-6 care își asumă noul rol și un succesor geamăn, Sentinel-6b, care așteaptă în aripi să preia ștafeta atunci când este necesar, suntem pregătiți pentru următorii 10 ani de măsurători ale nivelului mării. Puteți chiar să vedeți singur unde se află Sentinel-6 deasupra Pământului chiar acum, urmărindu-l folosind Aplicația web Eyes a NASA.

Am vorbit cu Josh Willis de la Jet Propulsion Laboratory al NASA, om de știință al proiectului atât pentru Sentinel-6, cât și pentru Jason-3, despre cum să măsuram creșterea nivelului mării din spațiu.

Scorul nostru pentru schimbările climatice

Creșterea nivelului mării nu este importantă doar pentru a înțelege schimbarea oceanelor. Este, de asemenea, unul dintre cele mai valoroase instrumente pe care le avem pentru a măsura schimbările climatice în ansamblu. „Într-un fel, este un punctaj”, a spus Willis. „Este tabelul nostru de punctaj pentru cum ne descurcăm cu clima.”

Acest lucru se datorează faptului că o mare parte din creșterea temperaturii medii a planetei în ansamblu este reflectată de nivelul oceanelor. Există trei mari factori cauzați de om care contribuie la creșterea nivelului mării: topirea calotelor de gheață din Groenlanda și Antarctica, topirea micilor ghețari din alte părți ale globului și încălzirea oceanului care îl provoacă extinde. Acești factori contribuie cu aproximativ o treime fiecare la creșterea totală, datorită faptului că se adaugă mai multă apă oceanelor când ghețarii și calotele glaciare se topesc, precum și expansiunea apei din cauza creșterii globale temperaturile. Pe măsură ce oceanele acoperă o mare parte a globului, ajung să absoarbă o mare parte din excesul de căldură generat de activitatea umană.

„Cred că creșterea nivelului mării este cel mai clar indicator al interferenței umane cu clima”, a spus Willis. „Oceanele acoperă două treimi din suprafața planetei, ele absorb 90% din această căldură suplimentară, adică întregul cauza schimbărilor climatice și, de asemenea, absorb toată apa care se topește din ghețari și gheață cearșafuri. Așa că ei chiar numără totul în ceea ce privește modul în care schimbăm clima în cel mai mare mod.”

Și problema nu este doar că nivelul mării crește. Este că și ritmul acestei creșteri crește.

„Rata de creștere a oceanelor nu este constantă. De fapt, este în creștere”, a spus Willis. „La începutul secolului al XX-lea, oceanele creșteau cu o rată de aproximativ doi milimetri pe an. În anii 90 sau 2000, era mai degrabă trei. Și acum au fost patru și cinci milimetri pe an. Deci rata de creștere s-a dublat în ultima sută de ani. Și va continua să crească din ce în ce mai repede.”

30 de ani de măsurători continue

O parte din motivul pentru care datele privind creșterea nivelului mării sunt atât de valoroase este că formează o înregistrare pe termen lung care a fost colectată încă din anii 1990. Primele măsurători globale ale oceanelor din spațiu au început când misiunea TOPEX/Poseidon a fost lansată în 1992, urmată de cei trei sateliți Jason și apoi de prima Sentinel.

Pentru a păstra date consistente care pot fi comparate de-a lungul anilor, toate misiunile din această serie au fost plasate pe aceeași orbită, astfel încât să aibă aceeași vedere asupra oceanelor.

Ori de câte ori un nou satelit prelua predecesorul său, cei doi zburau aproape unul de celălalt timp de luni de zile. Acest lucru a permis o calibrare foarte atentă pentru a se asigura că datele pot fi urmărite în mod constant pe cei cinci sateliți până în prezent.

„Este într-adevăr o realizare uimitoare în ceea ce privește recordul nostru în domeniul științei climatice”, a spus Willis.

Încă 10 ani de măsurători

„Avem acest record incredibil de 30 de ani, iar Sentinel-6 a fost construit pentru a prelungi acel record cu încă 10 ani”, a spus Willis. Pentru a permite acești 10 ani suplimentari de observații, NASA a construit nu unul, ci doi sateliți, ambii în esență identici, astfel încât odată ce recent lansatul Sentinel-6 Michael Freilich ajunge la sfârșitul vieții sale în 2025, geamănul său Sentinel-6b poate lua peste. Acest lucru va permite un total de 40 de ani de înregistrări consistente ale creșterii nivelului mării.

„Este prima dată când decidem ca comunitate să facem acest lucru pe termen lung – să ne angajăm să facem măsurători de creștere a nivelului mării din spațiu, nu doar un satelit la un moment dat”, a spus el. „Nivelul mării nu se va opri în creștere în curând, nu vom putea renunța la măsurarea acestuia, așa că trebuie să avem această continuitate a măsurătorilor în toate misiunile.”

Dacă se pare că acești sateliți au o speranță de viață relativ scurtă în comparație cu alte misiuni prin satelit care ar putea dura zeci de ani, asta este legat de altitudinea la care operează. Când au fost lansati primii sateliți de creștere a nivelului mării, nu aveam o tehnologie atât de bună pentru determinarea poziției acelor sateliți – și datele de poziționare sunt importante pentru a obține nivelul exact al mării lecturi. Pentru a permite acest lucru, sateliții au fost lansați pe o orbită foarte înaltă de 1.300 de kilometri, unde există foarte puțină atmosferă și, prin urmare, foarte puțină protecție împotriva radiațiilor.

Cercetătorii vor să continue să trimită sateliți pe aceeași orbită pentru a asigura măsurători continue, dar asta înseamnă a accepta că acești sateliți vor fi afectați de radiații și vor dura doar relativ câțiva ani fiecare.

Instrumente pe satelit

Precizia citirilor sale este ceea ce permite satelitului Sentinel-6 să fie instrumentul recunoscut la nivel internațional pentru măsurarea creșterii nivelului mării. Cercetătorii din toate domeniile și țările diferite au convenit că măsurătorile luate de la Sentinel-6 și predecesorii săi vor fi utilizate ca măsurători standard pentru creșterea nivelului mării.

Instrumentele de pe Sentinel-6 sunt relativ simple, cel puțin conceptual. Există radarul, care trimite unde radio la suprafață pentru a măsura distanța dintre satelit și ocean, sistemele de poziționare care oferă informații despre altitudinea satelitului, astfel încât aceasta să poată fi scăzută din măsurătorile nivelului mării și apoi încă un instrument important numit radiometru.

Radiometrul măsoară cantitatea de apă din atmosferă uitându-se la luminozitatea oceanului. Apa din atmosferă afectează undele radio transmise de radar, așa că radiometrul este obligat să corecteze acest lucru și să asigure un nivel ridicat de precizie pentru măsurătorile nivelului mării.

Aceste trei instrumente, împreună cu orbitele consistente, fac din Sentinel-6 cea mai precisă metodă pe care o avem. au pentru măsurarea creșterii nivelului mării – și de aceea este suficient de precis pentru a fi o referință internațională misiune.

Oceanele în schimbare

Partea mai complicată a măsurării creșterii nivelului mării este modul de interpretare a datelor colectate de satelit. Oceanele nu sunt plate, așa că satelitul face o medie a citirilor pe o suprafață de câțiva kilometri pătrați pentru a permite acest lucru.

Dar există și alți factori care afectează și nivelul mării. Aceasta include vremea, deoarece modificările presiunii atmosferice permit mării să se cupoleze atunci când presiunea este scăzută, mareele și curenții oceanici și chiar gravitația munților subacvatici, care provoacă apariția vârfurilor la nivelul mării deasupra lor. Cercetătorii care folosesc datele de la Sentinel-6 pentru a măsura creșterea nivelului mării trebuie să țină seama de acești alți factori, luând în considerare datele despre condițiile atmosferice și hărțile câmpului gravitațional al oceanului.

Toate aceste alte efecte pot oferi date utile pentru alte domenii de cercetare. Analizând cât de mult s-a făcut o medie pe o anumită zonă, cercetătorii pot estima cât de mari sunt valurile și cât de puternice sunt vânturile. Ei pot vedea cum se deplasează curenții prin ocean în timp real, deoarece curenții fac oceanul să se încline, astfel încât o parte a curentului este mai sus decât cealaltă. De asemenea, pot urmări resturile sau petrolul atunci când sunt vărsate în ocean.

De asemenea, satelitul continuă să colecteze date atunci când trece pe uscat și aceste date pot fi folosite pentru a monitoriza lacurile și râurile.

Toate datele colectate de satelit sunt disponibile publicului și sunt folosite de cercetători din întreaga lume dintr-o mare varietate de domenii. Puteți găsi datele pe Site-ul JPL sau pe Site-ul web de date despre Pământ al NASA.

Amenințarea schimbărilor climatice

Cu proiecte precum Sentinel-6, putem vedea direct modul în care clima noastră se schimbă datorită activităților noastre ca oameni. Putem vedea că nu numai că nivelul mării crește, dar că ele cresc din ce în ce mai repede și nu există niciun indiciu că această schimbare se va încetini sau se va opri în curând. Există o teroare existențială în asta.

„Pe măsură ce urmărim ce se întâmplă cu planeta, este înfricoșător”, a spus Willis. „Ne-am dus deja climatul pe un teritoriu necunoscut. Și devine din ce în ce mai necunoscut în fiecare an.”

Cu toate acestea, el nu disperă de viitorul umanității. Mai degrabă, el subliniază că viitorul planetei noastre este în propriile noastre mâini.

„Există încă loc pentru speranță, pentru că acesta este ceva despre care putem face ceva”, a spus Willis. „Știm care este problema și știm destul de mult cum să o rezolvăm. Nu este ca și cum ar fi un meteor uriaș care se îndreaptă spre Pământ care ne va șterge pe toți. De fapt, putem face ceva în privința schimbărilor climatice, trebuie doar să ne evocăm voința.”

Recomandările editorilor

• Cheia pentru a trăi în spațiu ar putea fi... un sistem de iluminat bun?
• Aceste noi vehicule electrice NASA vor conduce astronauții parțial către Lună (un fel de)
• Urmărește că acest booster SpaceX Falcon 9 face a 12-a călătorie în spațiu
• Căutarea de luni locuibile în sistemul solar se încălzește
• SpaceX marchează a 200-a aterizare a rachetei cu un touchdown perfect