卫星任务从太空稳定地观察海平面的变化

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卫星任务从太空稳定地观察海平面的变化

Sentinel-6/Jason-CS卫星任务将增加长期海平面数据集,而海平面数据集将成为从轨道上进行气候研究的黄金标准。

在近30年的时间里,一组连续不断的卫星环绕着我们的星球,孜孜不倦地测量着海平面。他们所建立的海洋高度的连续记录有助于研究人员揭示像厄尔尼诺这样的天气现象的内部机制,并预测海洋对世界海岸线的侵蚀程度。现在,工程师和科学家正在准备两颗一模一样的卫星来增加这一遗产,将数据集再延长10年。

这两个航天器都是Sentinel-6/Jason-CS(服务连续性)任务的一部分这项合作的目标是对世界各地的海平面进行一些最精确的测量。第一颗发射的卫星Sentinel-6 Michael Freilich将于11月发射升空。它的孪生兄弟Sentinel-6B将于2025年发射。两颗卫星都将通过向海洋发送电磁信号来评估海平面,并测量返回航天器所需的时间。

这项任务将继续进行精确测量海面高度的宝贵工作。美国宇航局地球科学部主任凯伦·圣·日尔曼说。这些测量使我们能够了解和预测海平面的变化,这将影响到世界各地沿海地区的人们。

这颗卫星将建立在始于1992年的TOPEX/Poseidon任务的基础上,并在多年中继续进行了另外三次任务:Jason-1、OSTM/Jason-2和Jason-3。Sentinel-6/Jason-CS的目标是将之前任务建立的近30年的海平面数据集再延长10年。

位于南加州的美国宇航局喷气推进实验室的这项任务的项目科学家乔希·威利斯说,测量海洋的高度可以让科学家实时了解地球气候的变化情况。海洋吸收了来自行星变暖气候的大约90%的多余热量。海水升温会膨胀,导致当今全球平均海平面上升约三分之一。其余的原因是来自陆地的融化的冰,如冰川和冰原。

威利斯说,为了了解海平面上升对人类的影响,研究人员需要知道海平面上升的速度有多快。卫星是告诉我们这个速率的最重要的工具。他解释说。他们是全球变暖影响的风向标,全球变暖将淹没全球海岸线,影响数亿人。

目前,海平面平均每年上升0.13英寸(3.3毫米),是20世纪初的两倍多。到2050年,我们的海岸线将会与今天不同。威利斯说。

随着越来越多的人迁往沿海地区,沿海特大城市继续发展,海平面变化对这些社会的影响将更加深刻。欧洲航天局的任务项目科学家Craig Donlon说。

设定的标准

Sentinel-6 Michael Freilich收集的信息将加入一个数据集,这个数据集将成为从太空进行气候研究的黄金标准。这是因为始于TOPEX/Poseidon的重叠卫星链自20世纪90年代初以来一直在测量海洋高度。这种连续性是该数据成功的关键。

气候科学家所依赖的一些长期数据集,如海洋温度或潮汐高度,在数据的收集方式上存在差距或重大变化(如卫星记录开始前后),这使得理解长期气候信号具有挑战性。研究人员必须考虑到这些变化,以确保他们的研究结果真正代表了他们正在研究的现象。

追踪TOPEX/Poseidon的卫星Jason-1 OSTM/Jason-2和Jason-3 –它们在同一轨道上飞行,在旧轨道退役前发射。当Sentinel-6 Michael Freilich在今年晚些时候发射升空时,它将比2016年发射的Jason-3卫星晚30秒绕地球轨道运行。然后,科学家们将用一年的时间对两颗卫星收集的数据进行交叉校准,以确保从一个任务到下一个任务的测量连续性。5年后,随着Sentinel-6号的前身完成任务,工程师和科学家们将对其孪生兄弟Michael freilich进行同样的交叉校准。

如果没有这些卫星和它们收集的数据,研究人员就会对海平面上升的速度以及厄尔尼诺现象有更粗略的了解。这种天气模式是由通常从东向西横跨赤道太平洋的风的巨大转变引发的。厄尔尼诺现象可以改变洋流和全球气候模式,给美国西南部带来暴雨,并引发亚洲和澳大利亚的干旱。与之对应的“拉尼日”(La nitide;a)则可能产生相反的效果。

这个海平面数据集的发现之一是厄尔尼诺和拉尼娜对世界的深远影响。2010年,发生了大规模的拉尼娜,它基本上淹没了澳大利亚和东南亚的大部分地区。陆地上的降雨量很大,导致全球海平面下降了1厘米(0.4英寸)。威利斯说。我们不知道它会对全球海平面产生如此巨大的影响。

Donlon说,Sentinel-6 Michael Freilich卫星将提供的全球视角,以及来自模型和观测站的海平面数据,将为政府和地方当局提供无价的信息,这些政府和地方当局负责规划海平面上升和风暴等事件。

更多关于任务的信息

哥白尼Sentinel-6 / Jason-CS正在联合开发欧洲航天局(ESA),欧洲气象卫星组织开采(EUMETSAT),美国国家航空航天局(NASA)和美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的资金支持来自欧盟委员会(European Commission)和支持France’国家空间研究中心(CNES)。

第一颗将要发射的Sentinel-6/Jason-CS卫星是以美国宇航局地球科学部前主任迈克尔·弗赖利奇的名字命名的。它将跟随最近的美国该卫星于2016年发射,目前正在提供数据。

美国宇航局对Sentinel-6/Jason-CS任务的贡献是为Sentinel-6卫星各配备了3台科学仪器:先进的微波辐射计、全球导航卫星系统。无线电掩星和激光反射器阵列。NASA还为这些卫星的发射服务、支持jpli开发的科学仪器运行的地面系统、其中两个仪器的科学数据处理器以及为国际海洋表面地形科学团队提供支持。