Wallops Flight Facility Aircraft Office driver NASA C-23 Sherpa-forskningsflyene, der er tilgængelige for at støtte luftbåren videnskabelig forskning. C-23 er et tomotors turbopropfly designet til at operere under de mest besværlige forhold, i en bred vifte af missionskonfigurationer. Kredit:NASA
I maj, et hold af Goddard-forskere vil begynde at måle drivhusgasser over den midtatlantiske region - et område, der til dels er valgt, fordi det omfatter en række vegetation, klima, og jordtyper, der ville påvirke udvekslingen af kuldioxid og metan mellem Jorden og atmosfæren.
Den luftbårne kampagne, kaldet Carbon Airborne Flux Experiment, eller CARAFE, kunne hjælpe videnskabsmænd med bedre at forstå udvekslingsprocessen, også kendt som flux, og forbedre computermodeller, der forudsiger Jordens kulstofdræn, naturlige eller kunstige områder, der absorberer kuldioxid eller metan.
Hvad videnskabsmænd ved
Forskere ved, hvor meget kuldioxid der produceres årligt ved afbrænding af fossile brændstoffer. De ved også, at omkring 44 procent af disse emissioner forbliver i atmosfæren, og at havene og drænene optager resten. Hvad de ikke så godt ved, er hvilke biologiske mekanismer der i øjeblikket styrer optagelsen og opbevaringen i græsser, afgrøder, og træer. De ved heller ikke, om disse dræn vil fortsætte, med tanke på stadigt stigende emissioner og ændret klima.
I øjeblikket, de fleste fluxdata er indsamlet ved tårne eller udledt fra atmosfæriske kulstofmålinger, inklusive dem fra satellitter. Desværre, tårne måler typisk kun de forhold, der forekommer i deres generelle nærhed.
CARAFE hjælper med at rette op på det. Holdet vil bruge CARAFE-data til at bestemme, hvor godt computermodeller repræsenterer regionale fluxvariationer og sammenligne faktiske overfladefluxhastigheder med dem, der udledes af satellitdata - som begge vil hjælpe med at forbedre eksisterende atmosfærisk og økosystemcomputermodellering. Disse analyser kan hjælpe med at forbedre repræsentationen af landoverfladen i både vejr- og klimamodeller.
Goddard-forskerne Randy Kawa (siddende) og Paul Newman vil flyve modificeret, kommercielle hyldevare metan/kuldioxid-analysatorer, vindsensorer, kamera, og GPS på et C-23 Sherpa-fly for at opnå regionale målinger af kulstofflux. De er her afbilledet med computeren foran og et af instrumenterne bag skærmen. Kredit:NASA/W. Hrybyk
"Forhåbentlig vil vi være i stand til at demonstrere værdien af disse målinger, " sagde CARAFE hovedefterforsker Randy Kawa, ekspert i kulstofmodellering. "Vi ønsker at opbygge et selvsikkert og konsistent billede af både kuldioxid- og metan-fluxer og deres afhængighed af underliggende biologiske, geologisk, vejr, og kemiske processer. Dette vil give beslutningstagere mulighed for at træffe bedre informerede beslutninger om drivhusgaspolitik og virkninger."
Månedslang kampagne
Under den månedlange kampagne, et NASA C-23 Sherpa-fly fra Wallops Flight Facility på Virginia's Eastern Shore vil flyve i forskellige højder over Pocomoke Forest-området på den østlige kyst af Maryland; landbrugsområder og tidevandsmoser fra Virginias østlige kyst til det sydlige Delaware; Chesapeake Bay og Atlanterhavet; det sydlige Maryland; New Jersey Pine Barrens i den sydlige del af staten; og Alligator River og Great Dismal Swamp i det østlige North Carolina og det sydøstlige Virginia.
Mens du flyver "lavt og langsomt, "kampagnen er ændret, kommercielle hyldevare metan/kuldioxid-analysatorer, vindsensorer, kamera, og GPS samler 10 omhyggeligt synkroniserede målinger i sekundet. Specifikt, instrumenterne vil måle både drivhusgasniveauer langs trægrænser og vertikale vindhastigheder, som, når de kombineres, afslører, hvor hurtigt disse gasser overføres til eller fra atmosfæren.
"Hvis GPS-dataene er slukket med blot et halvt sekund, fluxmålingerne er slået fra, " sagde CARAFE Co-Principal Investigator Paul Newman, tilføjer, at holdet brugte Goddards interne forsknings- og udviklingsprogramfinansiering til at ændre instrumenterne og udvikle datasystemet.
"Det, vi forsøger at bestemme, er, hvor hurtigt træer optager kuldioxid, " sagde han. "Denne sats er forskellig for forskellige træer, buske, græsser, og andre forhold. Alle har forskellige optagelsesniveauer. Det ændrer sig, hvis vegetationen ikke har nok vand, for eksempel, eller om det er sundt. Det skal vi repræsentere i eller modeller. Vi er nødt til at forstå satserne."