Овако НАСА мери пораст нивоа мора из свемира

Климатске промене су непосредна претња будућности човечанства, али глобална клима је толико сложена да је често тешко чак ни видети размере проблема. Један од најбољих начина на које морамо да меримо климатске промене можда није оно што очекујете – јер се не ради о мерењу земље или атмосфере. Уместо тога, да бисмо научили о климатским променама, морамо да измеримо океан.

Пораст нивоа мора не утиче само на обалне заједнице смањењем копнене масе, већ указује и на шире питање раста глобалних температура. То значи да је пораст нивоа мора од велике важности за НАСА-у, која не гледа само на друге светове, већ и монитори Земљу из свемира. Нови сателит за праћење нивоа мора, Сентинел-6 Мицхаел Фреилицх, је био покренут у новембру 2020 и постала званична референтна мисија за подизање нивоа мора у марта ове године, након што је преузео од свог претходника, Јасон-3.

Са Сентинел-6 који преузима своју нову улогу, и двоструким наследником, Сентинел-6б, који чека у крилима да преузме диригентску палицу када је потребно, спремни смо за наредних 10 година мерења нивоа мора. Можете чак и сами да видите где се Сентинел-6 налази изнад Земље управо сада, тако што ћете га пратити помоћу НАСА-ина веб апликација Еиес.

Разговарали смо са Џошом Вилисом из НАСА-ине Лабораторије за млазни погон, научним научником за Сентинел-6 и Јасон-3, о томе како измерити пораст нивоа мора из свемира.

Наш систем резултата за климатске промене

Пораст нивоа мора није важан само за разумевање промена океана. То је такође један од највреднијих алата које имамо за мерење климатских промена у целини. „На неки начин, то је картица“, рекао је Вилис. „То је наш показатељ како радимо са климом.

То је зато што се већи део растуће просечне температуре планете у целини одражава на ниво океана. Постоје три велика фактора изазвана људима који доприносе порасту нивоа мора: отапање ледених покривача на Гренланду и Антарктик, отапање малих глечера на другим местима широм света и загревање океана које изазива проширити. Ови фактори доприносе отприлике по једну трећину укупном порасту, због тога што се додаје више воде океане када се топе глечери и ледене капе, као и ширење воде услед све већег глобалног температуре. Како океани покривају велики део планете, они на крају апсорбују много вишка топлоте произведене људском активношћу.

„Мислим да је пораст нивоа мора најјаснији показатељ људског уплитања у климу“, рекао је Вилис. „Океани покривају две трећине површине планете, апсорбују 90% ове додатне топлоте која је цела узрок климатских промена, а такође апсорбују сву воду која се топи из глечера и леда листови. Дакле, они стварно рачунају све у смислу како мењамо климу на најшири начин.

А проблем није само у томе што ниво мора расте. То је да и стопа тог пораста расте.

„Стопа пораста океана није стабилна. Заправо се повећава", рекао је Вилис. „Почетком 20. века океани су расли брзином од око два милиметра годишње. До 90-их или 2000-их, било је више као три. А сада је било четири и пет милиметара годишње. Дакле, стопа раста се више него удвостручила у последњих сто година. И наставиће да се повећава све брже и брже."

30 година континуираних мерења

Део разлога зашто су подаци о порасту нивоа мора толико вредни је то што чине дугорочну евиденцију која се прикупља од 1990-их. Прва глобална мерења океана из свемира почела су када је 1992. године лансирана мисија ТОПЕКС/Посејдон, праћена три Џејсонова сателита, а потом и првим Сентинел.

Да би се одржали доследни подаци који се могу поредити током година, све мисије у овој серији су постављене у исту орбиту тако да имају исти поглед на океане.

Кад год би нови сателит преузео власт од свог претходника, ова два би месецима летела близу један другом. Ово је омогућило веома пажљиву калибрацију како би се осигурало да се подаци могу доследно пратити на пет сателита до данас.

„То је заиста невероватно достигнуће у смислу наших климатских наука“, рекао је Вилис.

Још 10 година мерења

„Имамо овај невероватан рекорд који сада траје 30 година, а Сентинел-6 је направљен да продужи тај рекорд за још 10 година“, рекао је Вилис. Да би омогућила ових додатних 10 година посматрања, НАСА је изградила не један већ два сателита, оба у суштини идентична, тако да када недавно лансирани Сентинел-6 Мицхаел Фреилицх дође до краја свог живота 2025. године, његов близанац Сентинел-6б може потрајати преко. То ће омогућити укупно 40 година доследних записа о порасту нивоа мора.

„Ово је први пут да смо као заједница одлучили да ово радимо дугорочно – да се посветимо вршењу мерења пораста нивоа мора из свемира, а не само једног по једног сателита“, рекао је он. „Ниво мора неће ускоро престати да расте, нећемо моћи да престанемо да га меримо, тако да морамо да имамо овај континуитет мерења у свим мисијама.

Ако се чини да ови сателити имају релативно кратак животни век у поређењу са другим сателитским мисијама које би могле трајати деценијама, то је повезано са надморском висином на којој раде. Када су лансирани први сателити за подизање нивоа мора, нисмо имали тако добру технологију одређивање положаја тих сателита – и подаци о позиционирању важни су да би се добио тачан ниво мора читања. Да би се то омогућило, сателити су лансирани у веома високу орбиту од 1.300 километара, где има врло мало атмосфере и самим тим врло мало заштите од зрачења.

Истраживачи желе да наставе да шаљу сателите у исту орбиту како би осигурали континуирана мерења, али то значи прихватање да ће ови сателити бити оштећени радијацијом и да ће трајати само релативно неколико година сваки.

Инструменти на сателиту

Тачност његових очитавања је оно што омогућава сателиту Сентинел-6 да буде међународно признато средство за мерење пораста нивоа мора. Истраживачи из свих различитих области и различитих земаља сложили су се да ће се мерења преузета са Сентинел-6 и његових претходника користити као стандардно мерење за пораст нивоа мора.

Инструменти на Сентинел-6 су релативно једноставни, барем концептуално. Постоји радар, који шаље радио таласе на површину да измери растојање између сателита и океана, системи за позиционирање који дају информације о висини сателита тако да се то може одузети од мерења нивоа мора, а затим још један важан инструмент који се зове радиометар.

Радиометар мери количину воде у атмосфери гледајући светлост океана. Вода у атмосфери утиче на радио таласе које шаље радар, тако да је радиометар потребан да то исправи и обезбеди висок ниво тачности за мерења нивоа мора.

Ова три инструмента, заједно са доследним орбитама, су оно што чини Сентинел-6 нашом најпрецизнијом методом имају за мерење пораста нивоа мора – и зато је довољно тачан да буде међународна референца мисија.

Океани који се мењају

Компликованији део мерења пораста нивоа мора је како интерпретирати податке које је прикупио сателит. Океани нису равни, тако да сателит у просеку даје очитавања на површини од неколико квадратних километара да би то омогућио.

Али постоје и други фактори који утичу на ниво мора. Ово укључује временске прилике јер промене атмосферског притиска омогућавају да се море подиже када је притисак низак, плима и океанске струје, па чак и гравитацију подводних планина, због којих се врхови појављују на нивоу мора изнад њих. Истраживачи који користе податке из Сентинел-6 за мерење пораста нивоа мора морају да узму у обзир ове друге факторе узимајући у обзир податке о атмосферским условима и мапама гравитационог поља океана.

Сви ови други ефекти ипак могу дати корисне податке за друга поља истраживања. Гледајући колико је просечно очитавање у датој области, истраживачи могу да процене колико су велики таласи и колико су јаки ветрови. Они могу да виде како се струје крећу кроз океан у реалном времену, јер струје изазивају нагињање океана тако да је једна страна струје виша од друге. Они такође могу пратити крхотине или нафту када се проспе у океан.

Сателит такође прикупља податке када прелази преко копна и ти подаци се могу користити за праћење језера и река.

Сви подаци које је сателит прикупио су јавно доступни и користе их истраживачи широм света из разних области. Податке можете пронаћи на Сајт ЈПЛ или на НАСА-ин веб-сајт података о Земљи.

Претња од климатских промена

Са пројектима као што је Сентинел-6, можемо директно да видимо начин на који се наша клима мења због наших активности као људи. Видимо да не само да ниво мора расте, већ и да расте све брже и нема назнака да ће се ова промена успорити или зауставити у скорије време. Постоји егзистенцијални терор у томе.

„Док гледамо шта се дешава са планетом, то је застрашујуће“, рекао је Вилис. „Већ смо отерали нашу климу на непознату територију. И сваке године постаје све непознатији."

Међутим, он не очајава у будућности човечанства. Уместо тога, он наглашава да је будућност наше планете у нашим рукама.

„Још има места за наду, јер ово је нешто око чега можемо да урадимо“, рекао је Вилис. „Знамо у чему је проблем и знамо како да га решимо. Није да постоји џиновски метеор који иде ка Земљи и који ће нас све збрисати. Ми заправо можемо да урадимо нешто у вези са климатским променама, само морамо да призовемо вољу.”

Препоруке уредника

• Може ли кључ за живот у свемиру бити... добар систем осветљења?
• Ови нови НАСА ЕВ ће возити астронауте на део пута до Месеца (некако)
• Гледајте како овај СпацеКс Фалцон 9 појачивач води своју 12. вожњу у свемир
• Потрага за насељивим месецима у Сунчевом систему се загрева
• СпацеКс обележава 200. слетање ракете са савршеним додиром