Reduktion af klimausikkerhed, forbedre vejrudsigterne, og forstå havniveaustigningen

NASA, National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), og United States Geological Survey (USGS) bør implementere en koordineret tilgang til deres rumbaserede miljøobservationer for yderligere at fremme jordvidenskab og applikationer i det næste årti, siger en ny rapport fra National Academies of Sciences, Ingeniørarbejde, og medicin. Denne tilgang bør baseres på centrale videnskabelige spørgsmål inden for områder som reduktion af klimausikkerhed, forbedring af vejr- og luftkvalitetsprognoser, forudsige geologiske farer, og forstå havniveaustigningen. Rapporten anbefaler også at bygge en robust, robust, og afbalanceret amerikansk program for jordobservationer fra rummet, der vil gøre det muligt for agenturerne at strategisk fremme videnskaben og applikationerne med begrænsede ressourcer.

"De seneste 60 års jordobservation fra rummet viser os, at vores planet ændrer sig på flere måder og af mange grunde, " sagde Bill Gail, teknologichef hos Global Weather Corporation og medformand for udvalget, der udførte undersøgelsen og skrev rapporten. "Ændringer i klimaet, luftkvalitet, vand tilgængelighed, og landbrugsjordens næringsstoffer er i høj grad drevet af mennesker. At omfavne dette nye paradigme om at forstå en jord i forandring og opbygge et robust program til at løse det er en stor udfordring for det kommende årti."

Dette er den anden National Academies tiårsundersøgelse for jordvidenskab og applikationer fra rummet. Med udgangspunkt i den første årtiende undersøgelse, som udkom i 2007, den identificerer topvidenskabelige prioriteter, observationsbehov, og muligheder for amerikanske rumbaserede jordobservationer i det kommende årti.

I løbet af det sidste årti, rapporten siger rumbaserede jordobservationer – som giver et globalt perspektiv af Jorden – har transformeret vores videnskabelige forståelse af planeten, afslører, at det er et integreret system af dynamiske interaktioner mellem atmosfæren, ocean, jord, is, og det menneskelige samfund. Disse observationer spiller også en afgørende rolle for den nationale sikkerhed. For eksempel, forståelse af havniveaustigning og virkningerne af havopvarmning forbundet med klimaændringer er vigtig for flådeoperationer.

"Information om geovidenskab spiller nu en væsentlig rolle i vores daglige liv, og vi er ved at erkende de komplekse og konstant skiftende måder, hvorpå Jordens processer foregår, " sagde Waleed Abdalati, direktør for Cooperative Institute of Research in Environmental Sciences ved University of Colorado, Kampesten, og medformand for udvalget. "For at udvikle sig som samfund, vi skal fokusere på at forstå og pålideligt forudsige de mange måder, hvorpå Jorden ændrer sig."

Udvalget udviklede et sæt af 35 nøglespørgsmål om jordvidenskab og applikationer, der spænder over hele spektret af jordsystemvidenskab. Spørgsmålene omhandler omfattende områder, hvor fremskridt inden for jordvidenskab og informationskapacitet er mest nødvendig for at forbedre viden om det komplekse jordsystem og tillade udviklingen af ​​adskillige applikationer, der muliggør et bæredygtigt og blomstrende samfund. Nogle af de topprioriterede spørgsmål identificeret af udvalget er:

• Hvordan kan miljøforudsigelser af vejr og luftkvalitet udvides til problemfrit at forudsige jordens systemforhold ved leveringstider på en uge til to måneder?
• Hvordan sker menneskeskabte ændringer i klimaet, arealanvendelse, brug af vand, og vandlagring interagerer og ændrer vand- og energikredsløbene, og hvad er de kort- og langsigtede konsekvenser?
• Hvilke processer bestemmer de langsigtede variationer og tendenser i luftforurening og deres efterfølgende langsigtede tilbagevendende og kumulative indvirkninger på menneskers sundhed, landbrug, og økosystemer?
• Hvad er strukturen, fungere, og biodiversiteten af ​​jordens økosystemer, og hvordan og hvorfor ændrer de sig i tid og rum?
• Hvor meget vil havniveauet stige i løbet af det næste årti, og hvilken rolle vil iskapper og havvarmelagring spille?
• Hvordan kan storskala geologiske farer forudsiges nøjagtigt i en socialt relevant tidsramme?

For at besvare disse spørgsmål, udvalget anbefalede at implementere et innovativt observationsprogram, der bygger på de eksisterende og planlagte instrumenter og satellitter fra USA og det internationale samfund. Det foreslåede program afspejler nye behov forbundet med otte prioriterede observationer, inklusive aerosoler, skyer og nedbør, Jordens massebevægelser, globale jord- og vegetationskarakteristika, deformation og ændringer i jordens overflade, og tre andre til at blive udvalgt konkurrencedygtigt blandt syv kandidater. Hver af disse skal måles gennem et rumbaseret instrument eller en række instrumenter, og tilsammen har til formål at sikre en effektiv udforskning af de højeste prioriteter blandt undersøgelsens 35 centrale videnskabs- og anvendelsesspørgsmål.

Investeringer i jordobservationskapacitet har ikke kunnet holde trit med virksomheders og enkeltpersoners stigende informationsbehov og den samlede værdi af denne information for nationen, siger rapporten. Selvom budgetbegrænsninger fortsat vil være et praktisk problem i det næste årti med hensyn til fremskridt med nye rumbaserede observationskapaciteter, udvalget anbefalede innovative metoder til at opnå fremskridt inden for disse begrænsninger.

Forskningsprioriteter og -mål i denne rapport er udviklet af en primær styregruppe baseret på input fra fem tværfaglige studiepaneler. Panelerne og udvalget modtog også over 300 skriftlige hvidbøger fra forskningsmiljøet som svar på to separate anmodninger om input. Ud over, Undersøgelsen havde løbende engagement i samfundet via rådhuse, der blev afholdt under årlige møder i en række faglige selskaber, samt via webinarer, nyhedsbreve, og briefinger.