Klimaændringer set fra rummet

Det franske nationale center for rumforskning præsenterede for nylig to projekter til overvågning af drivhusgasemissioner (CO ₂ og metan) ved hjælp af satellitsensorer. Satellitterne, som skal lanceres efter 2020, vil supplere gennemførte foranstaltninger in situ .

På globalt plan, dette er ikke det første program til at måle klimaændringer fra rummet:de europæiske satellitter fra Sentinel-serien har allerede målt en række parametre siden Sentinel-1A blev opsendt den 3. april, 2014, under ledelse af European Space Agency. Disse satellitter er en del af Copernicus-programmet ( Globalt jordobservationssystem af systemer ), udført på globalt plan.

Siden Sentinel-1A, satellitens efterfølgere 1B, 2A, 2B og 3A er blevet lanceret med succes. De er hver især udstyret med sensorer med forskellige funktioner. For de to første satellitter, disse omfatter et radarbilledsystem, til såkaldt "alvejr" dataindsamling, hvor radarbølgelængden er ligegyldig over for overskyede forhold, om natten eller om dagen. Infrarøde optiske observationssystemer gør det muligt for de to andre satellitter at overvåge temperaturen på havets overflader. Sentinel-3A har også fire sensorer installeret til måling af radiometri, temperatur, højdemetri og topografi af overflader (både hav og land).

Lanceringen af ​​disse satellitter bygger på de mange rummissioner, der allerede er på plads på europæisk og global skala. De data, de registrerer og transmitterer, giver forskerne adgang til mange parametre, viser os planetens "puls". Disse data vedrører delvist havet – bølger, vind, strømme, temperaturer og mere – viser udviklingen af ​​store vandmasser. Havet fungerer som en motor for klimaet, og selv små variationer er direkte forbundet med ændringer i atmosfæren, hvis konsekvenser nogle gange kan være dramatiske, herunder orkaner. Data indsamlet af sensorer til kontinentale overflader vedrører variationer i fugtighed og jorddækning, hvis konsekvenser også kan være betydelige (tørke, skovrydning, biodiversitet, etc.).

Masser af data at behandle

Behandling af data indsamlet af satellitter udføres på flere niveauer, lige fra forskningslaboratorier til mere operationelle anvendelser, ikke at forglemme formateringsaktivitet udført af European Space Agency.

Det videnskabelige samfund fokuserer i stigende grad på "essentielle variabler" (fysiske, biologiske, kemisk, osv.) som defineret af grupper, der arbejder med klimaændringer (især GCOS i 1990'erne). De forsøger at definere et mål eller en gruppe af mål (variablen), der vil bidrage til karakteriseringen af ​​klimaet på en kritisk måde.

Der er, selvfølgelig, et betydeligt antal variabler, der er tilstrækkeligt præcise til at blive gjort til indikatorer, så vi kan bekræfte, om FN's mål om bæredygtig udvikling er nået eller ej.

Identifikationen af ​​disse "væsentlige variabler" kan opnås efter databehandling, ved at kombinere dette med data opnået af en lang række andre sensorer, om disse er placeret på jorden, under havet eller i luften. Tekniske fremskridt (såsom billeder med høj rumlig eller tidsmæssig opløsning) giver os mulighed for at bruge stadig mere præcise mål.

Sentinel-programmet opererer i flere anvendelsesområder, herunder:miljøbeskyttelse, byforvaltning, fysisk planlægning på regionalt og lokalt plan, landbrug, skovbrug, fiskeri, sundhedspleje, transportere, bæredygtig udvikling, civilbeskyttelse og endda turisme. Blandt alle disse bekymringer, klimaændringer er i centrum for programmets opmærksomhed.

Europas indsats har været betydelig, repræsenterer en investering på over 4 milliarder euro mellem 2014 og 2020. Dog er projektet har også et meget betydeligt økonomisk potentiale, især med hensyn til innovation og jobskabelse:der forventes økonomiske gevinster i størrelsesordenen 30 millioner euro mellem nu og 2030.

Hvordan kan vi navigere i disse oceaner af data?

Forskere, såvel som nøgleaktører i den socioøkonomiske verden, søger konstant mere præcise og omfattende observationer. Imidlertid, med rumlig observationsdækning, der vokser over årene, mængden af ​​indhentede data er ved at blive ret overvældende.

I betragtning af at en smartphone indeholder en hukommelse på flere gigabyte, rumlig observation genererer petabytes af data, der skal lagres; og snart taler vi måske endda i exabytes, det er, i billioner af bytes. Vi er derfor nødt til at udvikle metoder til at navigere i disse oceaner af data, mens man stadig husker på, at den pågældende information kun repræsenterer en brøkdel af, hvad der er derude. Selv med masser af tilgængelige data, antallet af essentielle variabler er faktisk relativt lille.

Identifikation af fænomener på jordens overflade

Den seneste udvikling har til formål at udpege de bedst mulige metoder til at identificere fænomener, ved hjælp af signaler og billeder, der repræsenterer et bestemt område af Jorden. Disse fænomener omfatter bølger og strømme på havoverflader, kendetegnende skove, fugtig, kyst- eller oversvømmelsesområder, byudvidelse i landområder, osv. Al denne information kan hjælpe os med at forudsige ekstreme fænomener (orkaner), og håndtere situationer efter katastrofe (jordskælv, tsunamier) eller overvåge biodiversitet.

Den enorme og ødelæggende #napafire set af #OLCI den 9. oktober #Sentinel3 @CopernicusEU @CopernicusEMS @ESA_EO @USGS pic.twitter.com/e2P8QG7nfj

— antonio vecoli (@tonyveco) 10. oktober, 2017

Det næste trin består i at gøre behandlingen mere automatisk ved at udvikle algoritmer, der gør det muligt for computere at finde de relevante variabler i så mange databaser som muligt. Egne parametre og information af det højeste niveau bør derefter tilføjes til dette, såsom fysiske modeller, menneskelig adfærd og sociale netværk.

Denne tværfaglige tilgang udgør en original tendens, der burde give os mulighed for mere konkret at kvalificere begrebet "klimaforandringer", går ud over kun målinger for at kunne reagere på de vigtigste berørte personer – dvs. os alle.

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation. Læs den originale artikel.