Holder et konstant øje med havniveauændringer fra rummet

I løbet af næsten tre årtier, en uafbrudt række af satellitter har kredset om vores planet, flittigt at måle havniveauet. Den kontinuerlige rekord af havhøjde, som de har bygget, har hjulpet forskere med at afsløre den indre funktion af vejrfænomener som El Niño og med at forudsige, hvor meget havet kan trænge ind på kystlinjer rundt om i verden. Nu, ingeniører og videnskabsmænd forbereder to identiske satellitter for at tilføje denne arv, udvider datasættet endnu et årti.

Begge rumfartøjer er en del af Sentinel-6/Jason-CS (Continuity of Service) missionen, et amerikansk-europæisk samarbejde, der har til formål at lave nogle af de mest nøjagtige målinger af havniveauer rundt om i verden. Den første satellit til at opsende, Sentinel-6 Michael Freilich, løftes i november. Dens tvilling, Sentinel-6B, vil blive opsendt i 2025. Begge vil vurdere havniveauet ved at sende elektromagnetiske signaler ned til havet og måle, hvor lang tid det tager for dem at vende tilbage til rumfartøjet.

"Denne mission vil fortsætte det uvurderlige arbejde med nøjagtigt at måle havoverfladehøjden, " sagde Karen St. Germain, direktør for NASA's Earth Science Division. "Disse målinger gør os i stand til at forstå og forudsige ændringer i havniveauet, som vil påvirke mennesker, der bor i kystområder rundt om i verden."

Satellitten vil bygge videre på indsatsen, der begyndte i 1992 med opsendelsen af ​​TOPEX/Poseidon-missionen, og som fortsatte med yderligere tre missioner gennem årene:Jason-1, OSTM/Jason-2, og Jason-3. Sentinel-6/Jason-CS sigter mod at udvide det næsten 30-årige havniveaudatasæt, som disse tidligere missioner byggede, med yderligere 10 år.

At måle havets højde giver forskerne en realtidsindikation af, hvordan Jordens klima ændrer sig, sagde Josh Willis, missionens projektforsker ved NASAs Jet Propulsion Laboratory i det sydlige Californien. Havene absorberer omkring 90 % af den overskydende varme fra planetens opvarmende klima. Havvand udvider sig, når det opvarmes, hvilket resulterer i omkring en tredjedel af nutidens globale gennemsnitlige havniveaustigning. Smeltende is fra landbaserede kilder som gletsjere og iskapper står for resten.

For at forstå, hvordan stigende hav vil påvirke menneskeheden, forskere skal vide, hvor hurtigt det sker, sagde Willis. "Satelitter er det vigtigste værktøj til at fortælle os denne hastighed, " forklarede han. "De er en slags klokke for denne snigende globale opvarmningspåvirkning, der kommer til at oversvømme kystlinjer rundt om i verden og påvirke hundredvis af millioner af mennesker."

I øjeblikket, havniveauet stiger i gennemsnit 0,13 tommer (3,3 millimeter) om året, mere end dobbelt så meget som i begyndelsen af ​​det 20. århundrede. "I 2050, vi får en anden kystlinje, end vi har i dag, " sagde Willis.

"Efterhånden som flere og flere mennesker flytter til kystområder, og kystmegabyer fortsætter med at udvikle sig, virkningen af ​​havniveauændringer vil være mere dybtgående på disse samfund, " sagde Craig Donlon, missionsprojektforsker ved European Space Agency.

Sætter standarden

De oplysninger, som Sentinel-6 Michael Freilich indsamler, vil slutte sig til et datasæt, der er blevet guldstandarden for klimastudier fra rummet. Dette skyldes, at kæden af ​​overlappende satellitter, der startede med TOPEX/Poseidon, kontinuerligt har målt havets højder siden begyndelsen af ​​1990'erne. Denne kontinuitet er nøglen til dette datasæts succes.

Nogle af de langsigtede datasæt klimaforskere stoler på, som havtemperatur eller højden af ​​tidevand, har huller eller større ændringer i, hvordan data blev indsamlet (som før og efter satellitregistreringer begyndte), der gør det udfordrende at forstå det langsigtede klimasignal. Forskere skal tage højde for disse variationer for at sikre, at deres resultater virkelig er repræsentative for de fænomener, de ser på.

Satellitterne, der fulgte TOPEX/Poseidon—Jason-1, OSTM/Jason-2, og Jason-3 - fløj i samme kredsløb som hinanden, hver lancering før den ældre blev taget ud af drift. Da Sentinel-6 Michael Freilich løfter senere på året, den vil kredse om Jorden 30 sekunder efter Jason-3-satellitten, som blev opsendt i 2016. Forskere vil derefter bruge et år på at krydskalibrere de data, der er indsamlet af de to satellitter, for at sikre kontinuiteten af ​​målingerne fra den ene mission til den næste. Ingeniører og videnskabsmænd vil udføre den samme krydskalibrering med Sentinel-6 Michael Freilichs tvilling om fem år, efterhånden som dens forgængers mission slutter.

Uden disse satellitter og de data, de har indsamlet, forskere ville have en meget grovere forståelse af hastigheden af ​​havniveaustigningen, samt af fænomener som El Niño. Dette er et vejrmønster udløst af et enormt skift i vindene, der normalt blæser fra øst til vest over det ækvatoriale Stillehav. En El Niño kan ændre havstrømme og globale vejrmønstre, bringer voldsom regn til det sydvestlige USA og udløser tørke i Asien og Australien. Dets modstykke, La Niña, kan have den modsatte effekt.

En af de opdagelser, der kommer ud af dette havniveaudatasæt, er de vidtrækkende virkninger, som El Niño og La Niña kan have på verden. "I 2010, der var en massiv La Niña, og den oversvømmede i det væsentlige store dele af Australien og Sydøstasien. Det regnede så meget på landjorden, det faldt det globale havniveau med en centimeter [0,4 tommer], " sagde Willis. "Vi havde ingen anelse om, at det kunne have en så massiv indvirkning på det globale havniveau."

Det globale syn, som Sentinel-6 Michael Freilich-satellitten vil give, sammen med havniveaudata fra modeller og observationsstationer, vil give uvurderlig information til regeringer og lokale myndigheder, der har til opgave at planlægge ting som havniveaustigning og storme, sagde Donlon.