GRACE-missionsdata bidrager til vores forståelse af klimaændringer

Teamet fra University of Texas i Austin, der førte et dobbelt satellitsystem opsendt i 2002 for at tage detaljerede målinger af Jorden, kaldet Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE), rapporter i det seneste nummer af tidsskriftet Natur klimaændringer på de bidrag, som deres næsten to årtiers data har givet til vores forståelse af globale klimamønstre.

Blandt de mange bidrag, som GRACE har givet:

• GRACE registrerede tre gange den mængde is, der er gået tabt i polar- og bjergområderne siden de første målinger begyndte - en konsekvens af global opvarmning.
• GRACE muliggjorde et mål for mængden af ​​varme, der tilføres havet, og placeringen af ​​den varme, der forbliver lagret i havet. GRACE har givet detaljerede observationer, bekræfter, at størstedelen af ​​opvarmningen sker i de øverste 2, 000 meter af oceanerne.
• GRACE har observeret, at af de 37 største landbaserede grundvandsmagasiner, 13 har gennemgået tab af kritisk masse. Dette tab, på grund af både en klimarelateret effekt og en antropogen (menneskefremkaldt) effekt, dokumenterer den reducerede tilgængelighed af rent, ferskvandsforsyninger til konsum.
• Oplysningerne indsamlet fra GRACE giver vitale data for det føderale agentur United States Drought Monitor og har kastet lys over årsagerne til tørke og udtømning af grundvandsmagasiner steder i hele verden, fra Indien til Californien.

Beregnet til kun at vare fem år i kredsløb i en begrænset periode eksperimentel mission for at måle små ændringer i jordens gravitationsfelter, GRACE har fungeret i mere end 15 år og har givet hidtil uset indsigt i vores globale vandressourcer, fra mere præcise målinger af polaris tab til et bedre overblik over havstrømmene og stigningen i det globale havniveau. Missionen var et samarbejde mellem NASA og German Aerospace Center og blev ledet af forskere i Center for Space Research i UT's Cockrell School of Engineering.

Ved at måle ændringer i massen, der forårsager afvigelser i styrken af ​​tyngdekraftens træk på Jordens forskellige systemer - vandsystemer, iskapper, atmosfære, landbevægelser og mere - satellitterne kan måle små ændringer i jordsystemets interaktioner.

"Ved at overvåge de fysiske komponenter i Jordens dynamiske system som helhed, GRACE giver et tidsvariabelt og holistisk overblik over, hvordan vores oceaner, atmosfære og jordoverfladetopografi interagerer, " sagde Byron Tapley, Clare Cockrell Williams Centennial Chair emeritus i Department of Aerospace Engineering and Engineering Mechanics, der etablerede Center for Space Research ved UT i 1981, og som fungerede som hovedefterforsker af GRACE-missionen.

GRACE-missionen blev valgt som den første PI-ledede Earth System Pathfinder-mission, med Tapley og Center for Rumforskning i spidsen, og det blev implementeret under et samarbejde med NASA Jet Propulsion Laboratory og det tyske geodætiske institut i Potsdam. Missionen blev gennemført under et partnerskab mellem NASA og den tyske rumfartsorganisation, men UT -fakultetsmedlemmer, forskere og studerende ydede store bidrag til ingeniørarbejdet, konceptudvikling og videnskabelige dataanalysekomponenter af eksperimentet. På trods af at det er et risikabelt foretagende, der opererer med minimal finansiering, GRACE-missionen overgik alle forventninger og leverer fortsat et paradigmeskiftende sæt af målinger.

"Konceptet med at bruge de skiftende gravimetriske mønstre på Jorden som et middel til at forstå store ændringer i jordsystemets interaktioner var blevet foreslået før, " sagde Tapley. "Men vi var de første til at få det til at ske på et måleniveau, der understøttede behovene i det mangfoldige jordvidenskabelige samfund."

Nu hvor GRACE-opfølgningsmissionen, som Center for Rumforskning fortsat vil spille en rolle i, er lanceret med succes, chancen for at fortsætte GRACE-rekorden for en anden multidekadal måling af ændringer i massen på tværs af jordsystemet er mulig. Ingeniører og videnskabsmænd forudser, at det længere datainterval vil give dem mulighed for at se et endnu klarere billede af, hvordan planetens klimamønstre opfører sig over tid.