NASA uzaydan yükselen deniz seviyelerini böyle ölçüyor

İklim değişikliği insanlığın geleceği için yakın bir tehdit, ancak küresel iklim o kadar karmaşık ki çoğu zaman sorunun boyutunu görmek bile zor. İklim değişikliğini ölçmenin en iyi yollarından biri beklediğiniz gibi olmayabilir; çünkü bu, toprağı veya atmosferi ölçmekle ilgili değil. Bunun yerine iklim değişikliğini öğrenmek için okyanusları ölçmemiz gerekiyor.

Deniz seviyelerinin yükselmesi, yalnızca kara kütlesini azaltarak kıyı topluluklarını etkilemekle kalmıyor, aynı zamanda artan küresel sıcaklıklar gibi daha geniş bir soruna da işaret ediyor. Bu, deniz seviyesinin yükselmesinin sadece diğer dünyalara bakmakla kalmayıp aynı zamanda NASA için de büyük önem taşıdığı anlamına geliyor. monitörler Dünya uzaydan. Yeni deniz seviyesi izleme uydusu Sentinel-6 Michael Freilich, Kasım 2020'de piyasaya sürüldü ve deniz seviyesinin yükselmesi için resmi referans misyonu haline geldi

bu yıl mart, selefi Jason-3'ten görevi devraldıktan sonra.

Yeni rolünü üstlenen Sentinel-6 ve gerektiğinde görevi devralmak için kanatlarda bekleyen ikiz halefi Sentinel-6b ile önümüzdeki 10 yıllık deniz seviyesi ölçümlerine hazırız. Hatta Sentinel-6'nın şu anda Dünya üzerinde nerede bulunduğunu, onu takip ederek kendiniz bile görebilirsiniz. NASA'nın Eyes web uygulaması.

Hem Sentinel-6 hem de Jason-3'ün proje bilimcisi olan NASA'nın Jet Propulsion Laboratuvarı'ndan Josh Willis ile uzaydan deniz seviyesi yükselişinin nasıl ölçüleceği hakkında konuştuk.

İklim değişikliğine yönelik puan kartımız

Deniz seviyesinin yükselmesi yalnızca değişen okyanusları anlamak için önemli değil. Aynı zamanda iklim değişikliğini bir bütün olarak ölçmek için sahip olduğumuz en değerli araçlardan biridir. Willis, "Bir bakıma bu bir puan kartı" dedi. "İklim konusunda ne durumda olduğumuza dair puan kartımız."

Bunun nedeni, bir bütün olarak gezegenin artan ortalama sıcaklığının çoğunun okyanusların seviyesinden yansımasıdır. Deniz seviyesinin yükselmesine insan kaynaklı üç büyük faktör katkıda bulunuyor: Grönland'daki buz tabakalarının erimesi ve Antarktika, dünyanın başka yerlerindeki küçük buzulların erimesi ve buna neden olan okyanusların ısınması genişletmek. Bu faktörlerin her biri, suya daha fazla su eklenmesi nedeniyle toplam artışa kabaca üçte bir oranında katkıda bulunur. Buzullar ve buzullar eridiğinde okyanuslar ve küresel ısınmanın artması nedeniyle sular genişliyor. sıcaklıklar. Okyanuslar yerkürenin büyük bir kısmını kapladığından, insan faaliyetinin ürettiği aşırı ısının büyük bir kısmını emiyorlar.

Willis, "Deniz seviyesindeki yükselişin, insanın iklime müdahalesinin en açık göstergesi olduğunu düşünüyorum" dedi. “Okyanuslar gezegenin yüzeyinin üçte ikisini kaplıyor, bu ekstra ısının %90’ını emiyorlar; iklim değişikliğinin nedeni ve aynı zamanda buzullardan ve buzlardan eriyen tüm suyu da emiyor çarşaflar. Bu yüzden iklimi en büyük resimde nasıl değiştirdiğimiz açısından gerçekten her şeyi hesaba katıyorlar.

Sorun yalnızca deniz seviyelerinin yükselmesi değil. Bu yükselişin hızı da artıyor.

“Okyanusların yükseliş hızı sabit değil. Aslında artıyor” dedi Willis. “20. yüzyılın başlarında okyanuslar yılda yaklaşık iki milimetre hızla yükseliyordu. 90'lı veya 2000'li yıllarda bu sayı daha çok üçe benziyordu. Ve şimdi yılda dört ve beş milimetre oldu. Yani son yüz yılda artış oranı iki kattan fazla arttı. Ve giderek daha hızlı artmaya devam edecek.”

30 yıllık sürekli ölçümler

Deniz seviyesi yükseliş verilerinin bu kadar değerli olmasının bir nedeni de, bunların 1990'lardan bu yana toplanan uzun vadeli bir kayıt oluşturmasıdır. Okyanusların uzaydan ilk küresel ölçümleri 1992 yılında TOPEX/Poseidon misyonunun fırlatılmasıyla başladı, ardından üç Jason uydusu ve ardından ilk Sentinel geldi.

Yıllar boyunca karşılaştırılabilecek verileri tutarlı tutmak için bu serideki tüm görevler aynı yörüngeye yerleştirildi, böylece okyanuslara dair aynı manzaraya sahip oldular.

Ne zaman yeni bir uydu selefinin görevini devralsa, ikisi aylarca birbirine yakın uçuyordu. Bu, verilerin bugüne kadar beş uydu boyunca tutarlı bir şekilde izlenebilmesini sağlamak için çok dikkatli bir kalibrasyona olanak sağladı.

Willis, "İklim bilimi kayıtlarımız açısından bu gerçekten inanılmaz bir başarı" dedi.

10 yıllık ölçümler daha

Willis, "Şu anda 30 yıllık inanılmaz bir rekora sahibiz ve Sentinel-6 bu rekoru 10 yıl daha uzatmak için inşa edildi" dedi. Bu fazladan 10 yıllık gözlemleri mümkün kılmak için NASA bir değil iki uydu inşa etti; her ikisi de temelde birbirinin aynısıydı. Yakın zamanda fırlatılan Sentinel-6 Michael Freilich, 2025 yılında ömrünün sonuna geldiğinde, ikizi Sentinel-6b, üzerinde. Bu, deniz seviyesindeki yükselişin toplam 40 yıllık tutarlı kayıtlarına olanak sağlayacak.

"Topluluk olarak bunu uzun vadede yapmaya ilk kez karar verdik; deniz seviyesi artış ölçümlerini tek seferde tek bir uydudan değil, uzaydan yapmaya karar verdik" dedi. "Deniz seviyelerinin yükselişi yakın zamanda durmayacak, bunu ölçmeyi bırakamayacağız, bu nedenle görevler boyunca ölçümlerin sürekliliğine ihtiyacımız var."

Bu uyduların, onlarca yıl sürebilecek diğer uydu görevleriyle karşılaştırıldığında nispeten kısa bir yaşam beklentisine sahip olduğu görülüyorsa, bu, çalıştıkları irtifa ile ilgilidir. Deniz seviyesini yükselten ilk uydular fırlatıldığında bu kadar iyi bir teknolojiye sahip değildik. Bu uyduların konumunun belirlenmesi ve konumlandırma verileri, doğru deniz seviyesini elde etmek için önemlidir okumalar. Bunu sağlamak için uydular, atmosferin çok az olduğu ve dolayısıyla radyasyona karşı çok az korumanın olduğu 1.300 kilometrelik çok yüksek bir yörüngeye fırlatıldı.

Araştırmacılar sürekli ölçüm sağlamak için aynı yörüngeye uydu göndermeye devam etmek istiyor ancak bu bu uyduların radyasyondan etkileneceğini ve yalnızca birkaç yıl dayanabileceğini kabul etmek anlamına gelir her biri.

Uydudaki aletler

Okumalarının doğruluğu, Sentinel-6 uydusunun deniz seviyesi yükselişini ölçmek için uluslararası alanda tanınan bir araç olmasını sağlayan şeydir. Farklı alanlardan ve farklı ülkelerden araştırmacılar, Sentinel-6 ve öncüllerinden alınan ölçümlerin deniz seviyesi yükselişi için standart ölçüm olarak kullanılması konusunda fikir birliğine vardı.

Sentinel-6'nın araçları en azından kavramsal olarak nispeten basittir. Uydu ile okyanus arasındaki mesafeyi ölçmek için yüzeye radyo dalgaları gönderen radar, konum belirleme sistemleri var. uydunun yüksekliği hakkındaki bilgi, deniz seviyesi ölçümlerinden çıkarılabilir ve daha sonra adı verilen önemli bir araç daha vardır. radyometre.

Radyometre okyanusun parlaklığına bakarak atmosferdeki su miktarını ölçer. Atmosferdeki su, radarın gönderdiği radyo dalgalarını etkiler, bu nedenle radyometrenin bunu düzeltmesi ve deniz seviyesi ölçümlerinde yüksek düzeyde doğruluk sağlaması gerekir.

Tutarlı yörüngelerle birlikte bu üç alet, Sentinel-6'yı şimdiye kadar kullandığımız en doğru yöntem yapan şeydir. Deniz seviyesindeki yükselişi ölçmek için var ve bu nedenle uluslararası referans olacak kadar doğru misyon.

Değişen okyanuslar

Deniz seviyesi yükselişini ölçmenin daha karmaşık kısmı, uydu tarafından toplanan verilerin nasıl yorumlanacağıdır. Okyanuslar düz değildir, dolayısıyla uydu buna olanak sağlamak için birkaç kilometrekarelik bir alandaki okumaların ortalamasını alır.

Ancak deniz seviyelerini etkileyen başka faktörler de var. Buna hava durumu da dahildir; atmosfer basıncındaki değişiklikler, basınç düşük olduğunda denizin kubbelenmesine neden olur, gelgitler meydana gelir. ve okyanus akıntıları ve hatta deniz seviyesinde zirvelerin ortaya çıkmasına neden olan su altı dağlarının yerçekimi onlara. Deniz seviyesindeki yükselişi ölçmek için Sentinel-6'dan gelen verileri kullanan araştırmacılar, atmosferik koşullar hakkındaki verileri ve okyanusun yerçekimi alanı haritalarını dikkate alarak bu diğer faktörleri de hesaba katmak zorundalar.

Ancak tüm bu diğer etkiler, diğer araştırma alanları için yararlı veriler sağlayabilir. Araştırmacılar, belirli bir alanda ortalama ne kadar okuma yapıldığına bakarak dalgaların ne kadar büyük olduğunu ve rüzgarların ne kadar güçlü olduğunu tahmin edebilirler. Akıntıların okyanusta nasıl hareket ettiğini gerçek zamanlı olarak görebiliyorlar çünkü akıntılar okyanusun eğilmesine neden oluyor ve akıntının bir tarafı diğerinden daha yüksekte oluyor. Ayrıca okyanusa döküldüğünde enkaz veya petrolü de takip edebilirler.

Uydu aynı zamanda karadan geçerken de veri toplamaya devam ediyor ve bu veriler gölleri ve nehirleri izlemek için kullanılabiliyor.

Uydu tarafından toplanan verilerin tamamı kamuya açıktır ve dünyanın her yerindeki araştırmacılar tarafından çok çeşitli alanlardan kullanılmaktadır. Verileri şurada bulabilirsiniz JPL web sitesi veya üzerinde NASA'nın Dünya veri web sitesi.

İklim değişikliği tehdidi

Sentinel-6 gibi projelerle, insan olarak faaliyetlerimizden dolayı iklimimizin nasıl değiştiğini doğrudan görebiliyoruz. Deniz seviyelerinin yalnızca yükselmekle kalmayıp, giderek daha hızlı yükseldiğini de görebiliyoruz ve bu değişimin yakın zamanda yavaşlayacağına veya duracağına dair hiçbir belirti yok. Bunda varoluşsal bir terör var.

Willis, "Gezegenin başına gelenleri izledikçe korkutucu oluyor" dedi. “İklimimizi zaten alışılmadık bölgelere sürükledik. Ve her geçen yıl daha da yabancılaşıyor.”

Ancak insanlığın geleceği konusunda umutsuzluğa kapılmıyor. Daha ziyade gezegenimizin geleceğinin kendi elimizde olduğunu vurguluyor.

Willis, "Umuda hâlâ yer var çünkü bu, yapabileceğimiz bir şey" dedi. "Sorunun ne olduğunu biliyoruz ve onu nasıl çözeceğimizi de oldukça iyi biliyoruz. Dünya'ya doğru gelip hepimizi yok edecek dev bir meteor yok gibi. Aslında iklim değişikliği konusunda bir şeyler yapabiliriz, sadece iradeyi harekete geçirmemiz gerekiyor.”

Editörlerin Önerileri

• Uzayda yaşamanın anahtarı iyi bir aydınlatma sistemi olabilir mi?
• Bu yeni NASA EV'leri astronotları aya kısmen götürecek (bir nevi)
• Bu SpaceX Falcon 9 güçlendiricisinin uzaya 12. yolculuğunu izleyin
• Güneş sistemindeki yaşanabilir uydu arayışları kızışıyor
• SpaceX mükemmel inişle 200. roket inişini kutluyor