Kan NASA forudsige naturkatastrofer?

De fleste af os tænker nok på NASA som at udforske månen og stjernerne, ikke det amerikanske Midtvesten. Alligevel, en eftermiddag i juni 2013, som torden, lyn og et voldsomt regnskyl dundrede i Iowa og det vestlige Illinois, forskere fra NASAs IFloodS -program var klar til at studere den kraftige storm. Forskerne indsamlede data radar retter, jordfugtighedssensorer og regnmålere, som de derefter sammenlignede med data og billeder indsamlet af kredsløbssatellitter, der passerede over hovedet. Deres mål:Dobbeltkontrol af skøn over nedbør baseret på satellitdata. Hvis de er i stand til at finjustere disse beregninger, de håber til sidst at bruge deres vejrsatellitter til at få øje på og give en tidlig advarsel om, hvornår midtvestlige floder kan flyde over deres bredder og forårsage oversvømmelser [kilde:NASA].

Det arbejde er måske ikke så spektakulært eller ærefrygtindgydende som, sige, plantning af et amerikansk flag på Mars. Men for mennesker, der bor i områder, der er sårbare over for oversvømmelser, det kan vise sig at være meget vigtigere.

"Blandt vejrkatastroferne i USA, oversvømmelser er den anden, der kun opvarmes i antallet af dødsfald, og det er nummer et i dollarbeløbet for skader, "Pedro Restrepo, hydrologen med ansvar for National Weather Service's North Central River Forecast Center, forklaret i en pressemeddelelse fra NASA.

IFloodS -programmet er kun en del af NASAs andet, mindre offentliggjort, men ekstremt kritisk mission om at forsøge at finde måder at beskytte mennesker mod forskellige naturkatastrofer på vores egen planet.

Til det formål, NASA bruger årligt mere end 1,8 milliarder dollar på jordvidenskab - mere end det bruger på at studere andre planeter [kilde:NASA]. Agenturets forskningsprogrammer omfatter bestræbelser på at forudsige jordskælv, Vulkanudbrud, skovbrande og kraftige storme, og for at give os mere advarsel om at forberede dem, stort set ved at bruge data indsamlet af satellitter fra udsigtspunktet i orbitalrummet. Ud over, NASA's Near Earth Object Program bruger både jordbaserede og orbitale observatorier til at identificere og spore asteroider og kometer, hvis veje bringer dem tæt på Jorden-herunder nogle, der muligvis kan smadre ind i vores planets overflade og forårsage massiv ødelæggelse og tab af liv, eller muligvis endda udløse en bølge af udryddelser [kilde:NASA].

NASAs bestræbelser på at forudsige forskellige naturkatastrofer er for det meste stadig på det eksperimentelle udviklingsstadium, så vi er sandsynligvis stadig år væk fra at få bureauet til at fungere som en pålidelig seer. Det sagt, NASA -forskere har gjort nogle vigtige opdagelser og fremskridt, der en dag snart, kan lade os alle på Jorden trække vejret lidt lettere. Her er et par af deres prognoser.

1. Forudsiger orkanintensitet
2. Vulkaner, Jordskælv og tsunamier
3. Killer Asteroider

Forudsiger orkanintensitet

Hvis du bor i en kystregion, hvor du er sårbar over for orkaner, der er to vigtige oplysninger, du ønsker fra vejrudsigterne. Den første er, hvad orkanens vej vil være, så du ved, om det kommer til at ramme det sted, hvor du bor. Det andet er, hvor kraftig stormen kommer til at være.

Siden begyndelsen af ​​1990'erne har meteorologer har betydeligt forbedret deres evne til at forudsige, hvor storme, der udvikler sig i havet, er på vej hen. Men desværre, evnen til at forudsige intensiteten af ​​orkaner har ikke forbedret sig nær så meget. Årsagen er, at orkanernes magt påvirkes af en kompleks række faktorer, både inde i stormsystemet og uden for det, fra havets varmeindhold til den relative luftfugtighed i omgivende omgivelser. At forstå alt det fra jorden har været et ret skræmmende job [kilde:NASA].

Men det er her NASA kommer ind. Dens banesatellitter kan se det store billede og indsamle enorme mængder data om orkaner ovenfra, når de udvikler sig. Ved at matche disse data til, hvor kraftige stormene bliver, de håber at finde ud af, hvilke faktorer der er de mest pålidelige indikatorer for orkanens intensitet, og hvordan man forudsiger det tempo, hvormed det udvikler sig.

Allerede, forskere fra NASA's Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien, og University of Hawaii i Manoa har gjort et potentielt vigtigt gennembrud. De har analyseret relative luftfugtighedsdata fra Atmospheric Infrared Sounder (AIRS) -instrumentet på NASAs Aqua -rumsatellit for næsten 200 nordatlantiske orkaner mellem 2002 og 2010, og sammenlignede det med allerede tilgængelige data om den maksimale vind, disse orkaner producerede. Forskerne fandt ud af, at orkaner, der hurtigt intensiveredes, havde tendens til at udvikle sig, når deres omgivende miljø var mere fugtigt i forhold til de miljøer, der producerede svagere storme [kilde:NASA].

I 2014, NASA planlægger at lancere en ny række satellitter, der kan give vejrudsigterne endnu mere hjælp til at forudsige orkanintensitet. Cyclone Global Navigation Satellite System (CYGNSS), udviklet af ingeniører ved University of Michigan, vil sætte en konstellation af otte små satellitter i en bane uden for jorden. Satellittenes sensorer måler forskellige egenskaber i havet og atmosfæren, med det formål at komme med en mere præcis model for, hvordan tropiske cykloner dannes, og hvordan de styrkes [kilde:Moore].

Vulkaner, Jordskælv og tsunamier

Vulkanudbrud og jordskælv har et vigtigt tegn i fortællingen til fælles. Når trykket i dem opbygges, før de slipper deres raseri løs, de forårsager små deformationer i jordskorpen. Hvis forskere kunne se disse subtile ændringer, de kan måske forudsige mere præcist, hvornår katastrofale udbrud og skælv vil forekomme.

NASA håber at hjælpe dem med at gøre det med deformationen, Økosystemstruktur og isdynamik, eller DESDynI, system, et foreslået par satellitter foreløbigt planlagt til opsendelse i 2021. Et af rumfartøjer ville afvise radarsignaler fra jordens overflade, og brug dem til at måle små ændringer i Jordens overflade over tid. Forskere mener, at dette vil hjælpe dem med at spore potentielle vulkaner og jordskælv [kilder:Klotz, NASA].

Den anden DESDynI -satellit ville være udstyret med et system kaldet LIDAR Surface Topography, som dybest set vil hoppe lasere fra jordens overflade og måle det interval, det tager for signalet at blive reflekteret. LIDAR ville på samme måde hjælpe forskere med at få øje på subtile bevægelser af jordskorpen, samt se på skift i skovbrugsmønstre [kilde:National Academy of Sciences].

Når et stort jordskælv opstår offshore, det kan resultere i en kæmpe bølge, eller tsunami, som kan sumpe et kystområde med potentielt enorme tab af liv og ejendom. Men fordi hvert jordskælv er unikt, hver enkelt tsunami udviser forskellige bølgelængder, bølgehøjder og retningsbestemmelse, hvilket gør det svært at forudsige deres størrelse. I 2010, NASA Jet Propulsion Laboratory -videnskabsmand Y. Tony Song afslørede en prototype af et nyt system til vurdering af jordskælv og forudsigelse af størrelsen af ​​de resulterende tsunamier. Systemet bruger data fra NASA's Global Differential GPS -netværk til at indsamle data om bevægelse af jordskorpen, hvilke forskere, på tur, kan bruge til at beregne bevægelsen af ​​havbunden og mængden af ​​energi, den putter i en tsunami [kilde:Schmidt].

I 2011, Song og Ohio State University professor C.K. Shum brugte japanske GPS -data til at analysere den særligt destruktive tsunami, der blev genereret af et jordskælv i det nordlige Japan i marts 2011, og opdagede, at bølgen faktisk var sammensat af to forskellige bølgefronter, der fusionerede og fordobles i intensitet, da de passerede over barske kamme på havbunden. Denne viden kan måske hjælpe prognosemaskiner i fremtiden med at forudsige lignende superkraftige bølger, og forhåbentlig hurtigere evakueringer af kystområder [kilde:NASA].

Killer Asteroider

I februar 2013, en 18 meter lang, 11, 000 tons (12, 125 ton) meteor eksploderede på himlen over den russiske by Chelyabinsk, skader mere end 1, 200 mennesker [kilde:Yeager]. Tilfældigt, samme dag, en endnu større genstand-en asteroide halv så stor som en fodboldbane-passerede omkring 17, 200 miles (27, 680 kilometer) fra Jorden. Havde det ramt, det ville have eksploderet med en kraft på omkring 2,4 millioner tons dynamit, svarende til hundredvis af Hiroshima-store A-bomber [kilde:Reuters].

Begge disse rumstener, selvom, er små i forhold til nogle af de andre asteroider, der suser gennem rummet. Og vi ved, at hvis et stort nok objekt slår ind i vores planet, resultaterne kan være helvedes. For omkring 66 millioner år siden, et objekt på 10 kilometer i diameter smadrede ind i Yucatan -halvøen i Mexico, udløser en katastrofe, der dræbte dinosaurerne og det meste andet dyre- og planteliv på Jorden [kilde:Reuters].

Derfor er det en særlig højt prioriteret NASA-mission at identificere og spore asteroider, der kan vove sig i nærheden af ​​Jorden. Målet med NASAs Near Earth Objects-program er at udarbejde en database over nær-jordobjekter og spore deres bevægelser [kilde:Messier].

Asteroider består hovedsageligt af sten og mineraler og dannes i det varmere indre solsystem, mellem Mars og Jupiter. De er rester fra dannelsen af ​​Mars 'indre planeter, Jorden, Venus og Merkur. Kometer , på den anden side, består af vandis og støv og dannes i det koldere ydre solsystem. Kometer er rester fra dannelsen af ​​Jupiters ydre planeter, Saturn, Uranus og Neptun. Kometer og asteroider, der driver nær Jorden (inden for 28 millioner miles eller 45 millioner kilometer fra Jordens bane) betragtes som værende nær-jordobjekter [kilde:NASA].

For at jagte dem, NASA har genanvendt en eksisterende satellit, Wide-field Infrared Survey Explorer, eller WISE, oprindeligt lanceret i 2009 for at søge efter fjerne stjerner og galakser. NASA forestiller sig, at WISE vil opdage omkring 150 tidligere ukendte nær-jordobjekter og indsamle oplysninger om størrelsen og andre egenskaber for omkring 2, 000 flere [kilde:NASA].

WISE og NEO -programmet vil forhåbentlig give NASA på forhånd advarsel om et objekt på en kollisionskurs - og tid til at implementere en defensiv strategi, om det betyder at aflede asteroiden med tyngdekraftstraktorer, solsejl eller andre fremtidige teknologier, eller simpelthen ødelægge det med en atomsprængning [kilde:Messier]. Det kan hjælpe os med at undgå den værste naturkatastrofe nogensinde.

Masser mere information

Forfatterens note:Kan NASA forudsige naturkatastrofer?

Jeg er taknemmelig for NASA's bestræbelser på at forudsige jordskælv, fordi jeg oplevede et par af dem dengang, da jeg boede i Californien i slutningen af ​​1980'erne. Jeg kan huske, at jeg blev vækket en morgen af ​​følelsen af ​​min vibrerende, og lytter til bilalarmer går i gaderne omkring mig. Tanken der gik gennem mit hoved var, "Den store slår, og jeg har ingen bukser på. ”Heldigvis for ordens skyld, det viste sig kun at være et mellemstort jordskælv.

relaterede artikler

• Sådan fungerer orkaner
• Sådan fungerer tornadoer
• Katastrofeoverlevelsestip til kæledyr

Kilder

• Klotz, Irene. "Satellitter opdager overhængende naturkatastrofer." Discovery News. 9. september, 2010. (22. september, 2013) http://www.nbcnews.com/id/39079788/ns/technology_and_science-space/t/satellites-spot-imminent-natural-disasters/#.Uj-Qr8ashcZ
• Messier, Douglas. "Nuking farlige asteroider kan være den bedste beskyttelse, Ekspert siger. "Space. Com. 29. maj, 2013. (10. september, 2013) http://www.space.com/21333-asteroid-nuke-spacecraft-mission.html
• Moore, Nicole. "Satellitprojekt med orkanforudsigelse passerer NASA -milepæl." University of Michigan Engineering. 19. september, 2013. (22. september, 2013) http://www.engin.umich.edu/college/about/news/stories/2013/september/hurricane-prediction-satellite-project-passes-nasa-milestone
• NASA. "DESDyn1." Nasa.gov. 30. april kl. 2013. (22. september, 2013). http://science1.nasa.gov/missions/desdyni/
• NASA. "Oversigt over formandens budget for 2014 i 2014". Nasa.gov. Udateret. (22. september, 2013) http://www.nasa.gov/pdf/750614main_NASA_FY_2014_Budget_Estimates-508.pdf
• NASA. "IFloodS -kampagne en succes." Nasa.gov. 12. august kl. 2013. (22. september, 2013) http://pmm.nasa.gov/featured-articles/ifloods-campaign-success
• NASA. "NASA -undersøgelse kan forbedre prognoser for orkanstyrke." Nasa.gov. 28. november kl. 2012. (22. september, 2013) http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2012-373
• NASA Jet Propulsion Laboratory. "NASA -rumfartøjer genaktiverede for at jage efter asteroider." Jpl.nasa.gov. 21. august kl. 2013. (8. september, 2013) http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2013-257
• NASA. "Near Earth Object Program." Nasa.gov. 22. september kl. 2013. (22. september, 2013) http://neo.jpl.nasa.gov/neo/
• NASA Jet Propulsion Laboratory. "NASA finder Japans tsunamibølger fusionerede, Fordobling af magt. "Nasa.gov. 5. december, 2011. (22. september, 2013) http://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?release=2011-374
• NASA Near Earth Object Program. "Target Earth." (17. marts kl. 2011) http://neo.jpl.nasa.gov/neo/target.html
• National Academy of Sciences. "Jordvidenskab og applikationer fra rummet:nationale imperativer for det næste årti og videre." 2007. (17. marts, 2011) http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=11820#toc
• Reuters. "I en sjældenhed, en meteorit rammer Rusland, en asteroide savner Jorden med 17000 miles samme dag. "Ibnlive.in.com. 13. februar, 2013. (22. september, 2013) http://ibnlive.in.com/news/in-a-rarity-a-meteorite-hits-russia-an-asteroid-misses-earth-by-17000-miles-on-same-day/373185- 2.html? Utm_source =ref_article.
• Schmidt, Laurie J. "NASA tester nyt GPS-baseret tsunami-forudsigelsessystem." Popsci.com. "18. juni, 2010. (22. september, 2013) http://www.popsci.com/science/article/2010-06/nasa-tests-new-gps-based-tsunami-prediction-system
• Yeager, Ashley. "Nyheder i korte træk:Kort sporer støvstensvej fra Chelyabinsk meteor." Science News. 23. august kl. 2013. (10. september, 2013) http://www.sciencenews.org/view/generic/id/352753/description/News_in_Brief_Map_tracks_path_of_dust_plume_from_Chelyabinsk_meteor