Forskere samler næsten to årtiers globalt tab af gletsjeris

Forskere har været bekymrede over et hul i satellitdata, der blev brugt til at overvåge massebalanceændringer af verdens gletschere. Ved at bruge alternative data, en ny undersøgelse har hjulpet med at udfylde hullet, skabe en kontinuerlig rekord af hastigheder for gletschertilbagetrækning rundt om i verden siden 2002 og indtil i dag. Det er vigtigt at overvåge ændringer i massebalancen - nettoændringerne i en gletsjers masse, efter at have taget højde for gevinster fra snefald og tab fra smeltning og kælvning af isbjerge - for at generere robuste forudsigelser om havniveaustigning.

Fjernmåling (som indsamler information om Jorden uden at komme i direkte kontakt med den, såsom gennem satellit- og dronebilleder) har revolutioneret studiet af gletsjere. Satellitmissioner indsamler en bred vifte af data om vores gletsjere og iskapper med høj opløsning og i stor skala. Til sammenligning, præ-satellit jordmålinger er rumligt grove, mens fysiske modeller ofte ikke fanger lokale forandringer med tilstrækkelig præcision. "Fjernmåling er den eneste måde at undersøge gletsjere omfattende med en ensartet metode i de kommende år, " Forfatter Isabella Velicogna fra University of California, Irvine, fortalte GlacierHub.

Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) er en satellitmission, der har været nyttig i studiet af gletsjere. Det er en fælles mission af NASA og German Aerospace Center, lanceret i 2002. Den kortlægger variationer i Jordens tyngdefelt ved at tage målinger af afstanden mellem to identiske satellitter adskilt i polar kredsløb, 500 km over Jorden. GRACE-satellitter registrerer ændringer i gravitationsfeltet, der skyldes ændringer i massen; de kan derfor spore tabet af masse fra verdens gletsjere ind i havene med hidtil uset nøjagtighed. GRACE-satellitter er ekstraordinære i den måde, de sporer hinanden i perfekt kredsløb, bevæger sig i en træk- og trækbevægelse, når de afbøjes af tyngdefeltet. Det lille skift i afstanden mellem satellitterne, når de fuldfører deres kredsløb, fortæller os præcise detaljer om massebevægelser på Jorden mellem hvert minut.

GRACE-missionen sluttede i oktober 2017, efter at have forlænget 12 år ud over den påtænkte tjeneste. Den er blevet fulgt af sin efterfølger, GRACE Follow-On, i 2018. GRACE-FO indhenter data på samme måde som GRACE, med et par små ændringer. Selvom GRACE-FO producerer data, der matcher præcisionen og opløsningen af ​​den oprindelige mission, der var 11 måneders datagab mellem de to missioner. Velicogna fortalte GlacierHub "dette var til stor bekymring, fordi videnskabsmænd var uvidende om, hvad de var gået glip af i løbet af de 11 måneder, især fordi gletschere kan ændre sig meget fra det ene år til det andet." Selvom langsigtede tendenser er klare, det er detaljerne i årlige tendenser og regionale tendenser, som videnskabsmænd søgte at afdække under GRACE's inaktivitet.

Talrige undersøgelser af gletsjermassetab har brugt GRACE-data på tværs af forskellige tidsserier (såsom denne undersøgelse fra 2019 af Wouters et al.), hvilket gør det vanskeligt at sammenligne gennemsnit fra de forskellige undersøgelser. Den nye undersøgelse foretaget af Velicogna og hendes kolleger er den første, der bruger den fulde tidsserie af GRACE- og GRACE-FO-data. De adresserede datagabet ved at bruge MERRA-2 reanalysedata, som assimilerer forskellige observationsdata. Holdet beregnede, at verdens gletsjere og iskapper mistede et gennemsnit på 281,5 gigaton is om året, hvilket svarer til 13 mm kumulativ havstigning. Alaska og det canadiske Arktis dominerede massetab, mens det sydlige Andesbjerg og High Mountain Asia blev henholdsvis tredje og fjerde målt på den største tabte masse om året. Isabella Velicogna fortalte GlacierHub, at succesen med MERRA-2 "viser, at reanalyse og globale klimamodeller er kommet langt og bliver mere og mere pålidelige."

At udfylde hullet giver forskerne en næsten to årtier lang rekord for verdens gletschermassetab. Alex Gardner fra NASAs Jet Propulsion Laboratory fremhævede vigtigheden af ​​kontinuiteten i disse data, fortæller GlacierHub, "Kontinuitet er langt det vigtigste, ud over ingeniørkunstens nyhed."

Når vi taler om implikationerne af hullet i data og ser ud over GRACE-FO, Gardner sagde, at opnå langsigtet, årtiers observationer er vigtige. "Der er meget støj i systemet fra kortsigtede vejrmønstre, og vi er nødt til at reducere denne støj" for at fange klimatendenser, forklarede han.

Med hensyn til at opretholde datakontinuiteten ind i fremtiden, Gardner fortalte GlacierHub, at "Så snart en mission er lanceret, du skal begynde at forberede dig på det næste." Diskussioner på NASA er i gang om, hvad der skal være GRACE-2. Men "det er politisk vanskeligt, fordi så snart du har afsluttet en mission, beder du allerede om mere, og du skal finde samarbejdspartnere og flere finansieringskilder." Ser på fremtiden, han sagde, at "Indtil vi har et Copernicus-program, vi vil altid risikere huller." Copernicus er det europæiske kontinuerlige jordobservationsprogram, spænder over flere missioner fra European Space Agency.

I tilfældet med NASA, han sagde, at det vil tage tid at opnå et "kulturelt skift" i retning af datakontinuitet, da NASA historisk har været motiveret af nyheder, innovation og skubbe grænserne for teknik. Gardner mener, at denne holdning langsomt ændrer sig, imidlertid, som andre indser værdien i kontinuitet.

Det er måske bekymrende, at selvom holdningerne internt hos NASA kan ændre sig, dem fra Trump-administrationen er ikke. Det er blevet rapporteret, at Trumps 2021-budget vil se en nedskæring på 11 procent til videnskab og forskning udført på NASA, med mange andre store videnskabelige agenturer, der står over for lignende, hvis ikke større, nedskæringer i finansieringen. Prioriteterne er konsekvent flyttet væk fra forskning med fokus på klimaændringer til udforskning af rummet og investering i teknologiske fremskridt for fremtiden, såsom kunstig intelligens og kvanteinformationsvidenskab. En topdagsorden for Det Hvide Hus er at fremskynde planerne for NASAs Artemis-program, at lande de næste mennesker på Månen i 2024. Trump-administrationen annoncerede betydelige udgiftsstigninger over flere år for at reducere det oprindelige 2028-mål for en månelanding med fire år, til 2024.

Disse aktiviteter viser værdien i både GRACE-satellitdata og MERRA-genanalysedata. Aftalen mellem GRACE og MERRA på tværs af datagabet er en succeshistorie for fremtidige videnskabsmænd, der anerkender vigtigheden af ​​sammenhæng og ensartethed i videnskaben. Da det fjendtlige miljø omkring videnskabelig finansiering kan føre til fremtidige datahuller i vores satellitregistreringer, undersøgelser som disse, der finder plausible alternative datakilder, kan blive endnu mere nyttige og vigtige i fremtiden.

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.