Seje måder at studere kryosfæren på

Et af nøgleelementerne i Jordens klimasystem er kryosfæren – de mange former for is, der findes på Jorden. To nye NASA-missioner bruger forskellige teknologier til at hjælpe videnskabsmænd med bedre at forstå, hvordan frosset vand påvirker vores planet. Begge vil fortsætte satellitdataregistreringer, der i høj grad har forbedret vores forståelse af Jordens frosne områder.

Mød GRACE Follow-On (GRACE-FO), og ICESat-2.

GRACE-FO missionen, som blev lanceret den 22. maj, 2018 ombord på en SpaceX Falcon 9 raket, er et partnerskab med det tyske forskningscenter for geovidenskab. Ligesom den foregående GRACE-mission, som fungerede fra 2002-2017, parret GRACE-FO-satellitter måler små variationer i Jordens gravitationsfelt for at bestemme, hvordan massen bevæger sig rundt på vores planet over tid.

Dr. Frank Webb, GRACE-FO-projektforsker ved NASAs Jet Propulsion Laboratory (JPL) forklarer, "GRACE-FOs målinger viser migrationen af ​​masse fra et sted på Jorden til et andet - hvilke områder af Jorden der vinder masse, og hvilke der taber. Den er følsom nok til at se små ændringer i fordelingen af ​​is og vand. som giver os mulighed for at forstå tendenserne og drivkræfterne bag vandets kredsløb, herunder indlandsisens bidrag til havniveaustigningen."

Når iskapperne smelter, de taber masse, som ændrer jordens tyngdekraft lidt, ændring af kræfterne, der styrer satellitternes kredsløb. De to GRACE-FO-satellitter kredser ~135 miles (220 km) fra hinanden, hvor den ene satellit fører den anden. Hvis hovedsatellitten støder på en ændring i tyngdekraften, dens hastighed ændrer sig, ligesom dens relative afstand til den efterfølgende satellit.

Mikrobølger og lasere bruges til at måle de små ændringer i afstanden mellem de to satellitter i et konstant spil med kat og mus. Ved at tage målinger af flere gennemløb over det samme sted, videnskabsmænd kan lave kort over det steds gravitationsfelt. Over Jordens frosne områder, denne information viser, hvor iskapper og gletsjere vinder eller taber masse.

Mens GRACE-FO giver et globalt billede af ændringer i massefordelingen på Jorden, ICESat-2 vil give supplerende målinger af indlandsisens højde.

ICESat-2, som efter planen lanceres i efteråret 2018, er en enkelt satellit drevet af NASAs Goddard Space Flight Center, der bruger sin laser til at skyde lysstråler til Jorden. Forskere kan bestemme et steds højde ved at måle rejsetiden for disse laserimpulser.

Den originale ICESat-mission, som fungerede fra 2003-2010, brugt en enkelt laserstråle. ICESat-2 bruger 6 stråler til at forbedre nøjagtigheden og opløsningen. Brug af 6 stråler giver videnskabsmænd flere datapunkter inden for laserens fodaftryk, giver dem mulighed for at måle hældningen af ​​et område og derefter adskille statiske hældningsdata fra områdets højdeændringer over tid.

Hvorfor er disse højdeoplysninger vigtige? Dr. Thorsten Markus, chef for Cryospheric Sciences Lab på Goddard forklarer, "ICESat-2's kredsløb gentager målinger hver 90. dag, som giver os mulighed for at se forandringer, samtidig med at vi hjælper med at bestemme driverne bag denne forandring. For eksempel, er smeltning i et område afbalanceret af snefald i et andet?"

Grace-FO og ICESat-2 vil være de nyeste NASA-missioner, der bliver brugt til at studere kryosfæren og dens rolle i jordsystemet. Ud over deres kryosfæriske mål, disse satellitter giver vigtig indsigt i adfærden af ​​andre jordsystemkomponenter, som ændringer i underjordisk lagret vand for GRACE-FO og økosystemstruktur for ICESat-2. Disse sensorers evne til at adressere flere jordsystemkomponenter er et godt eksempel på, hvordan NASA behandler jorden som et kompleks, interagerende system.