FoodPro Preloader

Jordens puste sett på satellitt


Fem år etter krasj i Stillehavet, vil Orbiting Carbon Observatory få en ny sjanse. Forventet å starte 1. juli, den andre versjonen kjent som OCO-2 har et enestående oppdrag: å spore karbondioksid fra rommet. En tidlig vinter morgen så David Crisp drømmen i det ytre rommet. Han var på start for en ny NASA-satellitt som han ble oppdaget, et oppdrag som heter Orbiting Carbon Observatory, som ville spore karbondioksid fra rommet. Crisp,

Fem år etter krasj i Stillehavet, vil Orbiting Carbon Observatory få en ny sjanse. Forventet å starte 1. juli, den andre versjonen kjent som OCO-2 har et enestående oppdrag: å spore karbondioksid fra rommet.

En tidlig vinter morgen så David Crisp drømmen i det ytre rommet.

Han var på start for en ny NASA-satellitt som han ble oppdaget, et oppdrag som heter Orbiting Carbon Observatory, som ville spore karbondioksid fra rommet. Crisp, seniorforsker ved NASAs Jet Propulsion Laboratory i California, hadde jobbet med prosjektet i ni år.

Da raketten som bar satellitten, forlot Sør-Californias Vandenberg Air Force Base og skutt inn i himmelen, spore forskeren og hans vitenskapsteam sin vei.

"Alt gikk helt perfekt i de første tre minuttene og 42 sekunder, " sa Crisp. "Og så gikk alt galt."

Raketten som bærer satellitten, klarte ikke å kaste en viss del som beskyttet satellitten under lanseringen og var for tung til å nå bane. Crisp og hans team så på horror som deres oppdrag krasjet inn i Stillehavet, et sted nær Antarktis. Det var 29. februar 2009.

"Det var ikke min beste dag, " sa Crisp. Forskeren diskuterer nå det ødeleggende øyeblikket med en nøyaktig nøyaktighet hos en forsker.

Men siden han først oppfattet prosjektet for nesten 15 år siden, hadde han og andre forskere vært ivrige på å vente på muligheten til å bruke denne satellitten for å spore de stadig større mengdene karbondioksidemennesker ble utgitt. Slike opplysninger kan brukes som grunnlag for sporing av utslipp hvis en global klimatraktat noen gang er godkjent.

Lanseringsfeilen innebar at selv om spørsmålet om hvor karbondioksid kommer fra og akkurat det som ble slikket, ble det stadig viktigere, var instrumentet som kunne ha besvart disse spørsmålene et sted i havbunnen.

Crisps NASA-veiledere fortalte ham om ikke å gi opp at Orbiting Carbon Observatory kunne få en ny sjanse. Det tok en stund, men til slutt ble det andre Orbiting Carbon Observatory-nå kalt OCO-2-godkjent og finansiert. Hvis alt går som planlagt, vil det ta til himmelen 1. juli.

Kort tid etter begynner observatoriet sin primære oppgave: å løse mysteriet om det manglende karbonet.

Hvor karbondioksid går, er fortsatt et åpent spørsmål
I årene siden Crisp opprinnelig foreslo karbonobservatoriet, har gjennomsnittlige nivåer av atmosfærisk karbondioksid gått fra ca 365 deler per million til nesten 400 ppm, usynlig i jordens siste historie.

Ca. 40 milliarder tonn karbondioksid slippes ut i atmosfæren hvert år som et resultat av menneskelige aktiviteter - rundt 5, 5 tonn per person på jorden.

Basert på dette tallet har forskere estimert at mengden CO2 i atmosfæren skal øke med rundt 1 prosent i året.

"Det er det ikke, " sa Crisp. Det øker med halvparten, eller 0, 5 prosent per år.

Så hvor går resten av karbondioksidet? Det er spørsmålet OCO-2 prøver å svare på.

Forskere har oppdaget at omtrent halvparten av den manglende CO2, eller en fjerdedel av den totale, går inn i havet. Men hvorfor forholdet forblir konstant, med havet alltid absorberende nok hvert år til å være lik halvparten av det stadig økende antallet mennesker frigjør, er fortsatt et mysterium.

Når det gjelder hva som skjer med resten av det manglende karbondioksidet, antar forskerne at det blir tatt opp av skog og jord. Hvilke skoger gjør det tungt løft, er fortsatt et åpent spørsmål.

"Noe i havet eller i landets biosfære absorberer halvparten av karbondioksidet vi har utstrålt, " sa Crisp.

Etter hvert som kloden varmer og mer CO2 blir pumpet inn i atmosfæren, må forskerne forstå akkurat hvor karbonet går for å forutsi hva som kan forandre seg i fremtiden, sier Annmarie Eldering, nestleder for vitenskapsmannen for det nye karbonobservatoriet.

"Tropenes rolle er et stort spørsmål. Noen mennesker tror at tropene er ansvarlige for å ta opp alt dette karbonet akkurat nå, og andre tror det er egentlig de [boreale skogene i nord], " sa hun.

Å forstå dette kan hjelpe folk med å ta beslutninger om hvordan man kan bekjempe klimaendringer også. Hvis forskere lærer at tropiske skoger tar opp et flertall av karbondioksid, kan det tas flere tiltak for å beskytte eller gjenopprette dem. Hvis det faktisk er boreal skoger høy i Arktis, kan prioritet gå mot bevaring.

Satellitten hjelper i dette prosjektet med å ta veldig nøyaktige målinger av mengden karbondioksid i atmosfæren. OCO-2 vil samle "på en million poeng om dagen, " sa Eldering. Det må ta så mange fordi bare 10 til 20 prosent av prøvene vil resultere i nøyaktige estimater av atmosfærisk karbondioksid.

Den primære fordelen ved de rombaserte målingene er deres dekning og oppløsning.

"Vi vil lage dette flotte, tette komplette settet med CO2-målinger over hele verden, " sa hun.

Forskerne vil bruke disse målingene for å beregne karbondioksidkonsentrasjoner i atmosfæren. Disse sammenlignes med jord-sannhetsmålinger fra jordens overflate, for å sikre at de er nøyaktige.

Mens NASA-forskere og andre ivrigt venter på OCO-2s lansering, har en tidligere satellitt lansert i 2009 av et konsortium av japanske partnere, inkludert det japanske luftfartsprosjektet (JAXA), Miljøverndepartementet og Nasjonalt institutt for miljøstudier, gitt dem muligheten til å jobbe med lignende, hvis mer begrensede data.

Den japanske satellitten kalles drivhusgassene som observerer satellitten, også referert til som GOSAT. Av opptil 10 000 målinger GOSAT-sensorer kan samle hver dag, er rundt 1000 av disse skyvfrie nok til å gi nøyaktige estimater av både karbondioksid og metan, en annen kraftig drivhusgass.

Sammen med det japanske GOSAT-teamet har NASA-forskerne lært mye om hvordan man måler klimagasser fra verdensrommet.

Men like nyttig som GOSAT har vært, gir den ikke den informasjonen som trengs for å kvantifisere utslippskilder, eller for å løse de store spørsmåletes forskere som Crisp, Eldering og andre klimaforskere er etter: identifisere de naturlige prosessene som er ansvarlige for å absorbere den manglende halvparten av karbondioksid utgitt i atmosfæren.

For å gjøre det, trenger forskere enda større sensitivitet, oppløsning og dekning av kloden.

Det er det OCO-2 gjør. Den samler 96 ganger så mange målinger som GOSAT, og hver OCO-2 måling er mer følsom for små endringer i karbondioksid, spesielt over mørke overflater.

På grunn av dette forventes den nye satellitten å gi mye mer nyttige data i delvis skyet områder, som de tropiske regnskogene, og over havet eller i de nordlige skogene.

"Jeg var litt av en fanatiker med presisjon og måling, " aksepterer Crisp.

Et "utrolig sensitivt" mål fra rommet
Selv om OCO-2s oppdrag er å måle hvor karbondioksid kommer fra og hvor den går, måler den ikke direkte disse to verdiene.

Snarere bruker den intensiteten av sollys reflektert fra jordens overflate for å bestemme konsentrasjonen av karbondioksidmolekyler på de stedene den måler, og bruker deretter modeller for å forstå hvilke steder som byer eller kraftverk, er kilder til karbondioksid, og som, som skoger eller havet, absorberer det.

Fordi denne målemåten er avhengig av å "se" gjennom til jordens overflate, kan noen ganger skyer eller robuste topografi som fjell komme i veien. Det er derfor det trenger så tett mengde mål, for å bidra til å løse dette problemet.

Og selv om menneskelige aktiviteter frigjør mye karbondioksid i atmosfæren, for å oppdage det fra rommet, må instrumentet være "utrolig følsomt, " sa Crisp.

For eksempel, for å se CO2-avtrykket av Los Angeles, sa han: "Vi må oppdage en 10 prosent prosentendring i lysstyrken i bestemte farger av reflektert sollys. Det er så bra vi må kalibrere dette instrumentet."

Det er derfor, etter at satellitt lanserer, vil det ta noen måneder å få det til riktig bane og kalibrere sine instrumenter, da forskere arbeider for å validere sine målinger fra rom med andre stasjoner som måler atmosfærisk karbondioksid fra bakken.

Bonusmåling fanger plantes helse
I årene mellom tapet av det opprinnelige karbonobservatoriet og OCO-2 har forskere også innsett at oppdraget har en sidevinst - en av dens instrumenter kan måle om planter vokser.

Satellitten kan måle en egenskap som kalles fluorescens, som er et lyssignal gitt av voksende planter. Det kan ikke sees av det menneskelige øye, men så lenge en plante er fotosyntetiserende, frigjør den også noe lys eller fluorescerende.

Denne måling gjør det mulig for forskere å forstå hvordan store skoger, som tar opp store mengder karbondioksid og slipper ut oksygen, reagerer på tørker av varierende intensitet, sier Joshua Fisher, en forsker ved NASAs Jet Propulsion Laboratory. Denne måling kan også hjelpe bøndene å se tørke i avlinger.

Mange globale klimamodeller forutsier at deler av Amazonas regnskog kan dø som tørke intensiverer i fremtiden. Siden denne massive skogen tar opp mye karbondioksid og frigjør mye oksygen, er det litt bekymret, sa Fisher.

Opprinnelig var denne måling av fluorescens å være en korreksjon til de andre målene satellitten gjør. Men da skjønte forskere at det også kunne brukes selvstendig til å måle plantes helse.

Andre satellitter som tradisjonelt brukes til å overvåke planteaktivitet, bruker ofte et mål som kalles greenness, og det er akkurat det det høres ut som de ser endringer i fargen på planter fra rommet. Men akkurat som kutte blomster i en vase, kan planter være grønne og også være døde, forklarer Fisher-og forskere vil ofte ikke vite det før for sent.

I motsetning til dette kommer fluorescenssignalet bare fra voksende planter, noe som gir forskere muligheten til å se om planter vokser eller om de er stresset.

I kombinasjon med en ny nylig lansert NASA-satellitt, Global Precipitation Measurement ( ClimateWire, 28. januar) og en ny jordmålingmålsatellitt som vil starte senere i år, vil forskere som Fisher kunne spore ulike typer stress på skogene, enten de er tørke eller tap av jordfuktighet, og bruk OCO-2-oppdraget for å se hvordan det påvirker veksten og hvordan planter suger opp karbondioksid.

"Når du setter disse oppdragene sammen, begynner du virkelig å beskrive hele Jorden i stedet for bare ett aspekt av det, " sa Fisher.

Fullfører "uferdige virksomheter"
Siden det første oppdraget falt i havet, har det vært det uunngåelige spørsmålet: Vil denne gjøre det?

Selv om det alltid er risiko, sier Ralph Basilio, prosjektleder for det andre Orbiting Carbon Observatory, at lanseringen av denne satellitten, Delta II-raketten, har en bedre enn 98 prosent suksessrate.

De følelsene Basilio opplevde da det første observatoriet falt i havet, ville han ikke ønske seg selv på sin verste fiende, sa forskeren. Etter den mislykkede lanseringen var han med tap.

"En ingeniør er opplært for å løse problemer. Og vi hadde ikke noe problem å løse, " sa han. "Vi hadde null. Og det var et veldig vondt øyeblikk til oss."

Logoen for den andre Orbiting Carbon Observatory-oppdraget ser ut som en phoenix som stiger opp for å dekke verden. Og til en pris på $ 467, 7 millioner og år i produksjonen, ønsker ingen å se denne Phoenixen brenne igjen når som helst snart.

"Vi er alle glade for å ha denne muligheten til å starte den 1. juli, " sa Basilio. "Det er en mulighet igjen å fylle dette tomrummet som har vært hos oss de siste fem årene. Vi vil kunne fullføre denne uferdige virksomheten."

Reprinted from Climatewire med tillatelse fra Environment & Energy Publishing, LLC. www.eenews.net, 202-628-6500

California vedtar strenge regler for metanutslippThe Science of the Silver BulletPhiladephia bruker hard kjærlighet til å overhale vann og kloakkKan planting av trær gjøre opp for oppvarmet elvvann?Republikanske kandidater unngår klimaendringer i første debattFEMA Vet ikke om 750.000 boliger er oversvømmetBetal snavs: Martian Soil Fit for Earthly LifeFakta eller fiksjon ?: Wind Chill er ekte