To årtier med regn, snefald fra NASAs nedbørsmissioner

NASA's Precipitation Measurement Missions (PMM) har samlet regn og snefald fra rummet i næsten 20 år, og for første gang i 2019, videnskabsmænd kan få adgang til hele PMM's post som ét datasæt.

PMM inkluderer to missioner - Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM), som kredsede om Jorden fra 1997 til 2015, og dens efterfølger, den fælles NASA-JAXA Global Precipitation Measurement-mission (GPM), som har indsamlet data siden 2014. I år imidlertid, GPM-projektet opgraderede sine dataalgoritmer til at kalibrere og inkorporere TRMM-data i dets udgivelse, giver forskere, modelbyggere og meteorologer adgang til hele den 19-årige rekord.

Ved at være i stand til at sammenligne og kontrastere tidligere og nuværende data, forskere er bedre informeret til at gøre klima- og vejrmodeller mere nøjagtige, bedre forstå normal og ekstrem regn og snefald rundt omkring i verden, og styrke applikationer til nuværende og fremtidige katastrofer, sygdom, ressourcestyring, energiproduktion og fødevaresikkerhed.

Se nedbør for at forbedre verden

GPM giver et firedimensionelt billede af regn, sne, slud og storme fra rummet:Det registrerer ikke kun størrelsen af ​​dråber eller pellets, men hvor kraftig nedbøren er, og hvordan den ændrer sig over tid. Dette perspektiv bruges ikke kun til global videnskab, som at studere Jordens vand- og energikredsløb og spotte ekstremt vejr rundt om i verden, men det er også nyttigt til at studere enkeltbegivenheder, som orkaner eller tørke.

GPM's signaturalgoritme er de integrerede multi-satellitE-hentninger til GPM, eller IMERG. IMERG kalibrerer og kombinerer data fra sin hovedsatellit, GPM Core Observatory, og GPM-konstellationen, en gruppe internationale satellitter, der bidrager med data til GPM, mens de også udfører deres egne missioner. Mens hele IMERG-produktet tager tid at behandle og forberede, det genererer også en næsten-realtidsoversigt over global nedbør hver halve time, hvilket er nyttigt til tidsfølsomme applikationer som vejrudsigt og katastrofeoprettelse.

Forskere, beredskabspersonale, sundhedsprofessionelle og ressourcechefer bruger IMERG-data til at se, hvordan nedbøren formede begivenheder i fortiden, for at hjælpe dem med at forberede sig til lignende begivenheder i fremtiden. Ved at skabe en pålidelig, flere årtiers basislinje af regn og sne, IMERG viser, hvordan nedbør kan afvige fra normalt, informere modeller, der forudsiger afgrødeudbytte, sygdomsudbrud og jordskred.

IMERG-data understøtter også applikationer som vandressourcestyring, sagde Andrea Portier, GPM's ansøgningskoordinator. For eksempel, i Navajo nationen, beliggende i det sydvestlige USA, nedbørsdata er kritiske for vandressourceforvaltere, der overvåger knap vand til landbrug, at drikke og passe dyr. GPM-målinger af nedbør og kort hjælper dem med at vide, hvilke områder der er i risiko for tørke.

At se fortiden for at forudsige fremtiden

At studere IMERG-data fra et længere perspektiv giver forskerne et andet syn:Hvilke regioner fik mest eller mindst nedbør, hvor slog de største storme til, hvordan ændrer nedbør sig på tværs af årstiderne?

"I de sidste fem år, med GPM, vi har haft et multi-satellit præcisionsdatasæt, der dækker praktisk talt hele verden, " sagde George Huffman, IMERG's ledende videnskabsmand og GPM's stedfortrædende projektforsker. "Men fem år er kort tid. Vi skulle have noget længere ... at udvide multi-satellit-rekorden over hele de to missioner giver os en chance for at få langsigtede statistikker og analysere tidligere forhold."

En vigtig anvendelse for tidligere nedbørsdata er i vejr- og klimamodellering, grundlaget for at studere kortsigtet vejr og langsigtet klima regionalt og globalt. Forskere bruger sofistikerede computerprogrammer til at analysere store mængder af observerede data om lufttemperatur, atmosfærisk tryk, vind, nedbør, jordfugtighed og mange andre variabler. Disse computerprogrammer genererer derefter prognoser for kortsigtet vejr eller langsigtet klima.

"Vi har brug for fortiden til at modellere fremtiden. Fortiden giver os den baseline, vi har brug for til at forstå fremtidige begivenheder, sagde Dalia Kirschbaum, GPM's stedfortrædende projektforsker for ansøgninger. "For eksempel, i tilfælde af ekstremt vejr, som orkaner, vi kan bedre forstå, hvad "ekstrem" betyder, hvis vi har en baseline til sammenligning. Denne opdatering er en milepæl ved at understøtte mere nøjagtige nedbørsestimater, der kan bruges som 'grundsandhed' i arbejdet hen imod mere præcise fremtidige forudsigelser."

Et andet sæt processer, som holdet håber at forstå mere fuldstændigt, er ændringer i nedbør fra dag til nat og på tværs af årstider.

"En af de vigtige ting, vi leder efter, er at forstå, hvordan jordsystemet fungerer, " sagde Huffman. "GPM giver os information om, hvad miljøet laver, og sætter os i stand til at se på, hvordan nedbør kan interagere med andre jordsystemvariabler, såsom jordfugtighed, luftkvalitet og vegetation."

Ved at se tilbage for at se, hvor regn og sne faldt i de sidste 19 år, forskere kan hjælpe mennesker over hele verden med at forberede sig på fremtiden, fra lokaliserede kortsigtede støvregn til storstilet, årtiers mønstre.

Data fra både GPM og TRMM er gratis og tilgængelige for offentligheden. PMM-webstedet viser adgangspunkterne til forskellige datasæt og giver vejledninger og webinarer om, hvordan du downloader og bruger dem. Selvstudierne spænder fra grundlæggende dataadgang og brug til specifikke applikationer, såsom oversvømmelseshåndtering, landbrug, og sygdomsovervågning og respons. IMERG vil fortsætte med at levere data for hele GPM-missionens levetid, forventes at vare til midten af ​​2030'erne eller senere.