NASA kijkt naar de stijging van de zeespiegel vanuit de ruimte en de ramen van de centra

[univers]

Het tweederde van de aarde dat door water wordt bedekt, kan tot tweederde van de NASA-infrastructuur in gevaar brengen die op slechts enkele meters van zeeniveau is gebouwd.

Sommige NASA-centra en -faciliteiten bevinden zich in onroerend goed aan de kust omdat de kustlijn een veiligere, minder bewoonde omgeving is als er iets misgaat. Maar nu lopen deze lanceerplatforms, laboratoria, vliegvelden en testfaciliteiten potentieel gevaar vanwege zeespiegelstijging.


Een blik op hoe NASA omgaat met de dreiging van zeespiegelstijging in de kustinfrastructuur, met name in het Langley Research Center in Hampton, Virginia, en het Ames Research Center in Mountain View, Californië.
Credits: Joe Atkinson / Kevin Anderson / Rob Lorkiewicz / Gary Banziger. Beelden van overstromingen uit 1998 beschikbaar gesteld door Santa Clara Valley Water District.

Naarmate de zeespiegel op aarde stijgt, neemt ook de potentiële schade door stormen, stormvloeden en extreme weersomstandigheden toe. In 2005 vloog de duurste tropische cycloon die op dat moment werd geregistreerd - de orkaan Katrina - over de Golf van Mexico en viel de stroom uit in de Michoud Assembly Facility van NASA in New Orleans. Het werd in 2017 geëvenaard door de orkaan Harvey, die de Sonny Carter Training Facility overspoelde, waar astronauten trainen in het Johnson Space Center van NASA in Houston. Beschermende zandduinen in het Kennedy Space Center van NASA in Florida werden weggevaagd door de wind en de vloed die werden gegenereerd door de orkaan Sandy in 2014 en vervolgens opnieuw door de orkaan Mathew in 2016.

De wegen die naar het Langley Research Center van NASA in Hampton, Virginia leiden, worden steeds meer overspoeld met water, waardoor de toegang tot gebouwen wordt afgesneden. Aan de andere kant van het land, in de wetlands rond de San Francisco Bay, worden de vliegvelden van NASA's Ames Research Center in Silicon Valley, Californië met dezelfde dreiging geconfronteerd.

In 2015 beoordeelde NASA deze kwetsbaarheden voor de zeespiegelstijging via zijn Climate Adaptation Science Investigators (CASI) Working Group, en vatte enkele van de bevindingen samen in een artikel dat verscheen op de website van NASA's Earth Observatory.


De rood gearceerde gebieden tonen het land rond vijf NASA-centra dat zou worden overspoeld door 30 centimeter zeespiegelstijging. De CASI-werkgroep van NASA concludeerde dat tegen 2050 een zeespiegelstijging van 5 tot 24 inch (13 tot 61 centimeter) wordt verwacht voor de kustcentra.
Credits: NASA Earth Observatory-kaarten door Joshua Stevens op basis van gegevens van NASA's Climate Adaptation Science Investigators Working Group

De geaccepteerde rentevoet van de wereldwijde zeespiegelstijging klinkt bedrieglijk klein op 3,3 millimeter per jaar, iets meer dan 10 th van een inch. Maar die stijging versnelt, gaande van ongeveer 0,1 inch (2,5 millimeter) per jaar in de jaren negentig tot ongeveer 0,13 inch (3,4 millimeter) per jaar vandaag. In combinatie met zinkende landen en het toenemende aantal natuurrampen en stormvloeden, zorgen die millimeters ervoor dat veel gebieden over de hele wereld zorgen baren, waaronder verschillende NASA-centrumlocaties.

Alle gebouwen en terreinen van NASA vertegenwoordigen meer dan $ 32 miljard aan infrastructuur. Velen hebben ook een sentimentele waarde als de structuren waarop de geschiedenis van NASA is gebouwd. Dus voor degenen die gevaar lopen door stijgende zeeën, neemt het bureau maatregelen om zich voor te bereiden.


NASA's Kennedy Space Center in Florida en zijn historische lanceerplatforms die nog steeds in gebruik zijn, worden bedreigd door de golven van de Atlantische Oceaan die slechts enkele meters verwijderd zijn.
Credits: NASA / Robert Simmon, met behulp van ALI-gegevens die worden verspreid door de USGS Global Visualization Viewer

Opbouwen

Bij Kennedy zijn er delen van lanceerplatform 39A - de locatie vanwaar Apollo-astronauten opstegen tijdens hun maanwaartse reizen - die naar verwachting vanaf 2020 periodiek zullen overstromen in plaats van de incidentele sporadische overstromingen die in het verleden hebben plaatsgevonden. Het weer dat aan overstromingen voorafgaat, zou over het algemeen een geplande lancering sowieso schrobben, maar de verwachting is dat de frequentie en omvang van overstromingen de komende decennia zullen blijven toenemen en uiteindelijk de bestaande structuren kunnen beschadigen.

Als reactie daarop startte de ruimtehaven een Shoreline Restoration Project om 450.000 kubieke meter strandzand toe te voegen - dat is het equivalent van ongeveer 150 olympische zwembaden - aan Kennedy's 3,5 mijl lange kustlijn. Deze sedimentaire oplossing is gepland voor voltooiing in maart 2021 en zou cruciaal kunnen blijken te zijn voor voortgezet gebruik door de huidige huurder, SpaceX, voor de aanstaande Falcon Rocket-lanceringen. Maar het is geen permanente oplossing.

Net als Kennedy heeft NASA's Wallops Flight Facility op Wallops Island, Virginia zijn lanceerplatforms en gebouwen binnen een paar honderd voet van de Atlantische Oceaan. Assistent-beheerder voor NASA's Office of Strategic Infrastructure, Calvin Williams, zegt dat als gevolg van de aanhoudende erosie op het barrière-eiland het centrum de stranden al vijf keer heeft aangevuld, met een gemiddelde kostprijs van ongeveer $ 14 miljoen per project.

Een andere zorg van overstromingen en het verhogen van het waterpeil is de toegang tot de voorzieningen wanneer wegen overstroomd of beschadigd zijn. Hoogwateroverstromingen, ook wel hinderlijke overstromingen genoemd vanwege het ongemak van bijbehorende wegafsluitingen, zijn naar schatting verdrievoudigd in vergelijking met 50 jaar geleden. Bij Kennedy moeten ongeveer 1,5 mijl aan wegen tot 30 cm worden verhoogd om degradatie voor het einde van het decennium te voorkomen; tegen 2059 is dat 20 mijl aan rijbaan verhoogd tot 2 voet, en tegen het einde van de eeuw zullen vrijwel al zijn wegen (bijna 100 mijl) werk nodig hebben om boven water te blijven.

Latten of uitstappen

Een andere aanpak is gaande in Virginia, Houston, New Orleans en Silicon Valley. De centra op deze locaties richten zich op het verharden van risicovolle gebouwen en in sommige gevallen zelfs op verplaatsingen, die beide voorrang hebben boven het versterken van de omgeving.

"We hebben faciliteiten gesloopt die zich in zeer kwetsbare gebieden bevinden en al onze nieuwe faciliteiten op onze hoger gelegen gebieden gebouwd", zegt Loretta Kelemen, directeur van het Center Operations Directorate in Langley in Hampton, Virginia. "Als je niet kunt bewegen de faciliteit, je moet het verharden tegen de stormen. "

Bij Johnson Space Center in Houston omvat verharding deuren die bestand zijn tegen overstromingen, verhoogde waterinlaatsystemen en verhoogde bewakingshutten, zodat belangrijke operaties zoals missiecontrole en astronautentraining minder snel worden beïnvloed door overstromingen.

In New Orleans zit Michoud onder zeeniveau en zou tijdens de orkaan Katrina verwoest kunnen zijn als er niet een bestaand pompsysteem ter plaatse was dat tot 250.000 liter water per minuut verplaatste. Sindsdien heeft de faciliteit zijn pompcapaciteit verdubbeld om de enorme fabriek te beschermen - waaronder een 43 hectare groot gebouw dat voorheen Saturnus-raketten en spaceshuttle-boosters huisvestte en waar nu het Space Launch System (SLS) wordt geassembleerd - tegen extra weer evenementen.

Kelemen zegt dat de gegevens van wetenschappers van zowel NASA als van buiten het bureau alarmerend zijn. De meest conservatieve schattingen voorspellen een zeespiegelstijging van ten minste 15 inch tegen 2080, maar wijzen op een veel grotere impact als de snelheid van de zeespiegelstijging blijft versnellen, zoals in de afgelopen decennia. Voor Langley wordt de bezorgdheid over de zeespiegelstijging verergerd door bodemdaling - een zinken van de landmassa onder de faciliteiten. Precisiemetingen bij NASA Langley laten zien dat het 0,08 inch (2 millimeter) per jaar zinkt, wat betekent dat de effectieve snelheid van de zeespiegelstijging dichter bij 0,24 inch (6 millimeter) per jaar ligt.

Volgens Garrett Turner, een milieutechnicus bij Ames, heeft de Silicon Valley-campus in Mountain View, Californië, ook te maken met bodemdaling als gevolg van regionaal overpompen van grondwater. Ames en Langley behoren tot de oudste NASA-centra, met gebouwen die dateren uit het begin en midden van de 20e eeuw. Beiden delen nu een langetermijnplan om hun activiteiten naar grotere hoogten te verplaatsen om de verwachte zeespiegelstijging in de eeuw te vermijden.

"Ons masterplan voorziet in het nemen van faciliteiten die zich in de huidige honderdjarige overstromingsvlakte bevinden en ze te verplaatsen, en de hele campus te verplaatsen, verder naar het zuiden - die een paar meter hoger is en een veel lagere verwachte impact van zeespiegelstijging heeft," Turner zei. "Ik weet niet of we snel genoeg zullen gaan om de stijging van de zeespiegel voor te blijven, maar we verplaatsen ze zo snel als we kunnen."

Vooruit kijken

Deze inspanningen zijn bedoeld om de missies van NASA te beschermen door de gronden en faciliteiten die ze mogelijk maken te behouden. Het agentschap houdt al decennia lang de wereldwijde temperaturen, het smelten van ijs en de zeespiegelstijging in de gaten als onderdeel van zijn wetenschappelijke missie. Nu gebruikt het deze gegevens ook om zijn eigen centra voor te bereiden op de uiteindelijke gevolgen.


Deze kaart toont de verandering in zeeniveau tussen 1992 en 2014 gemeten door de TOPEX / Poseidon-, Jason-1, Jason-2 en Jason-3-missies.
Credits: NASA Scientific Visualization Studio-afbeeldingen door Kel Elkins, met behulp van gegevens van JASON-1, JASON-2 en TOPEX / Poseidon.

"We willen ervoor zorgen dat we de nodige stappen ondernemen om ervoor te zorgen dat we in de toekomst lanceringsfaciliteiten en onderzoeksfaciliteiten hebben die de missie van NASA kunnen voortzetten", aldus Williams. "Daarom nemen we zeespiegelstijging en klimaatverandering heel serieus."

Enkele van de eerdere missies die deze veranderingen volgen, zijn onder meer de TOPEX-Poseidon en altimetrische satelliet Jason-1, joint ventures tussen het Centre National d'Etudes Spatiales en NASA, evenals Jason-1's opvolgers Jason-2 en Jason 3, een samenwerking tussen NASA, CNES, de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) en de Europese Organisatie voor de Exploitatie van Meteorologische Satellieten (EUMETSAT). Deze hebben wetenschappers voorzien van een gedetailleerde topografie van de oceanen.

De satellieten Gravity Recovery and Climate Experiment ( GRACE ) en GRACE-Follow On - het Duitse lucht- en ruimtevaartcentrum en NASA en het Duitse onderzoekscentrum voor geowetenschappen van GFZ - evenals de Ice, Cloud en land Elevation Satellite (ICESat) en ICESat- 2 , hebben ook geholpen de stijging van de zeespiegel te volgen door de wereldwijde ijsmassa en waterbeweging te volgen.

De Sentinel-6 Michael Freilich-satelliet - gezamenlijk ontwikkeld door NASA, de European Space Agency (ESA) in de context van het Europese Copernicus-programma onder leiding van de Europese Commissie, EUMETSAT en NOAA, (met financiële steun van de Europese Commissie en bijdragen van CNES) —zal starten vanaf de Vandenberg Air Force Base nabij Santa Barbara, Californië.

De satelliet zal elektromagnetische signalen gebruiken die van het oceaanoppervlak weerkaatsen om enkele van de meest nauwkeurige metingen van de zeespiegel tot nu toe te doen. Het zal worden gevolgd door een tweede satelliet in 2025, en samen zullen ze een record vormen van bijna 30 jaar van veranderende zeespiegel, zowel wetenschappers, besluitvormers als NASA-faciliteitenmanagers informeren.

https://www.nasa.gov/feature/esnt/2020/ ... level-rise

[univers]

STIJGENDE WATEREN.
Hoe NASA de stijging van het zeeniveau controleert

https://www.nasa.gov/specials/sea-level-rise-2020/

[univers]

Stijgende zeespiegel: smeltwater van ijs

Ongeveer tweederde van de wereldwijde zeespiegelstijging is te wijten aan smeltwater van gletsjers en ijskappen , de uitgestrekte ijsvlakken die Antarctica en Groenland bedekken. In Groenland is het meeste ijsverlies het gevolg van opwarmende luchttemperaturen die het oppervlak van de ijskap doen smelten, en ook van het afkalven van de gletsjers die in zee uitmonden. In Antarctica betekenen vriestemperaturen het hele jaar door dat het oppervlak van de binnenste ijskap niet smelt. In plaats daarvan gaat het meeste ijs verloren doordat warmere oceaantemperaturen samenkomen met warme luchttemperaturen om weg te vreten aan de drijvende ijsplaten aan de uiteinden van gletsjers in West-Antarctica. Hierdoor versnellen de gletsjers en stroomt - en smelt - meer ijs in de zee.

NASA meet deze verandering vanuit de ruimte. Met de Ice, Cloud and Land Elevation Satellite 2 of ICESat-2 kunnen wetenschappers de verandering in hoogte van de ijskappen tot op een fractie van een inch berekenen, zodat ze kunnen berekenen hoe veranderende ijskappen bijdragen aan de stijging van de zeespiegel. Met de Gravity Recovery and Climate Experiment Follow-On-satellieten, of GRACE-FO, een samenwerking met het Duitse Onderzoekscentrum voor Geowetenschappen, kunnen wetenschappers de ijsmassa berekenen die verloren is gegaan door deze uitgestrekte gebieden over Groenland en Antarctica.



Meer : https://www.nasa.gov/specials/sea-level-rise-2020/

[univers]

NASA's ICESat-2 toont verborgen talenten


Wetenschappers gebruiken ICESat-2 om ecosystemen te meten tot ver buiten de poolgebieden, waaronder zeegras in ondiepe kustwateren zoals deze in Mozambique.
Credits: (Lola Fatoyinbo / NASA)

Voor een satelliet met ijs in zijn naam, en het meten van ijs als zijn missie, krijgt NASA's ICESat-2 ook veel aandacht van wetenschappers die warmere onderwerpen in gedachten hebben. Tijdens de herfstbijeenkomst van de American Geophysical Union (AGU) van deze maand benadrukken onderzoekers hoe de Ice, Cloud and Land Elevation Satellite 2 helpt aspecten van onze thuisplaneet te begrijpen die veel verder gaan dan waarvoor het bedoeld was.

Toen ICESat-2 begin 2019 zijn eerste metingen op de hoogten van het aardoppervlak terugstuurde, herinnert de leider van het wetenschapsteam van ICESat-2, Lori Magruder van de Universiteit van Texas, zich haar collega en collega-wetenschapsteamlid Amy Neuenschwander die op hun gedeelde kantoormuur bonkte voor haar om te komen kijken naar een van de eerste datasets: een profiel van de kustlijn van Mexico toonde bergen en bomen zoals verwacht, maar ging ook verder naar de oceaan, waar zowel golven aan de oppervlakte als de zeebodem eronder gemakkelijk te onderscheiden waren. Rond dezelfde tijd richtte Helen Fricker van Scripps Institution of Oceanography zich op haar favoriete strook Antarctisch ijs - de Amery Ice Shelf - om niet naar de hoogte van het bevroren ijs zelf te kijken, maar om te zien of smeltwater zich op het oppervlak van de ijsplaat was zichtbaar vanuit de ruimte (het was).

"Het is verbazingwekkend wat je kunt zien met deze gegevens, en het blijft mensen nieuwsgierig maken", zei Magruder.


Het belangrijkste wetenschappelijke doel van ICESat-2 is ijs, maar de missie is ook in staat om de hoogten van andere elementen te meten, waaronder dieptemetingen van de oceaan, bomen en berggletsjers

Vóór de lancering in september 2018 was het missieteam van ICESat-2 erop gericht ervoor te zorgen dat de satelliet aan zijn wetenschappelijke vereisten voldeed, zei Tom Neumann, de projectwetenschapper van de missie bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. En het heeft, door nauwkeurig de hoogte te meten van de ijskappen bij de polen van de aarde, van zee-ijsschotsen boven het oceaanwater en van bosluifels .

De continue dekking van de satelliet over de hele wereld, met hoogtemetingen van het aardoppervlak die elke 70 centimeter langs zijn grondpad worden genomen, heeft ICESat-2-datasets aantrekkelijk gemaakt voor degenen die rivieren, kustgebieden, bossen en meer bestuderen, zei hij.

"Na twee jaar hebben we veel gegevens over veel plaatsen, inclusief sommige breedtegraden waar andere satellieten geen dekking bieden", zei Neumann. "Dit geeft onderzoekers een schat aan informatie die ze op allerlei creatieve manieren kunnen gebruiken."

Water op ijs

Tijdens de Antarctische zomer verschijnen netwerken van rivieren en vijvers op sommige ijsplaten en gletsjers aan de rand van het continent. Om te schatten hoeveel ijs is gesmolten en hoeveel water deze vijvers heeft gevuld, gebruiken wetenschappers meestal satellietbeelden. Ze leiden de diepte af op basis van de kleur van de vijvers - donkerblauw betekent dieper water, zei Fricker. Het laserinstrument van ICESat-2 kan echter direct zowel de hoogte van de bovenkant van de smeltvijver als van het ijs eronder meten.

Fricker en haar collega's vergeleken de resultaten met behulp van ICESat-2-gegevens met resultaten van alleen afbeeldingen. In een nieuwe studie die op de AGU-bijeenkomst werd gepresenteerd, ontdekten ze dat de methodes met alleen beeldmateriaal de diepte van de smeltvijvers met 30% tot 70% onderschatten. Nu werkt het team aan manieren om de nieuwe dieptegegevens op te nemen in de beeldgegevens. "De kracht zit hem in het combineren van de twee," zei ze.

Onderzoekers gebruiken ICESat-2 ook om het smeltwater te onderzoeken dat zich verzamelt op ijsschotsen van Arctisch zee-ijs, wat invloed heeft op de hoeveelheid warmte van de zon die door de planeet wordt opgenomen. Deze vijvers kunnen zo groot zijn als zwembaden van olympische afmetingen, of groter, en ongeveer 2,5 voet (80 cm) diep. Traditioneel werd de grootte van deze smeltvijvers geschat op basis van relaties tussen oppervlakte en diepte van veldwerk dat in 1998 werd uitgevoerd, zei Sinead Farrell, een ijswetenschapper aan de University of Maryland, College Park.

"Sindsdien is er veel veranderd in het noordpoolgebied - we zijn veel van het dikkere, oudere ijs kwijtgeraakt, en daarom willen we zien of die waarnemingen in de jaren '90 nog steeds representatief zijn," zei Farrell. Met de precieze metingen van ICESat-2, die richels, scheuren en vijvers op het zeeijs laten zien, kunnen wetenschappers die en andere vragen onderzoeken.

Een van de afgestudeerde studenten van Farrell, Ellen Buckley, ook van de Universiteit van Maryland, presenteert op de AGU-bijeenkomst werk dat beschrijft hoe smeltvijvers op zee-ijs automatisch kunnen worden gedetecteerd in de ICESat-2-datasets, en hoe deze veranderen gedurende het zomerseizoen . Deze informatie zou kunnen worden gebruikt om de voorspellingen van zeeijs te verbeteren die worden gebruikt door schepen die de Noordpool bevaren.

Water op het land

In de bergachtige regio's van Azië kan het moeilijk zijn om te meten hoeveel water door rivieren stroomt, maar het is essentieel voor het voorspellen van de beschikbaarheid van water en het overstromingspotentieel. Heidi Ranndal, een wetenschapper aan de Technische Universiteit van Denemarken in Kopenhagen, gebruikt ICESat-2 om de metingen die ze krijgt met radarsatellieten te verbeteren. Ze is in staat om duizenden nuttige hoogtemetingen van een rivier als de Yangtze te verkrijgen van ICESat-2.

"Ik keek naar een ICESat-2-baan die de Yangtze-rivier overstak, en ik kon de contouren van een schip zien," zei Ranndal. "Dat was erg indrukwekkend, aangezien ik meestal maar een paar datapunten zou krijgen, waardoor het moeilijker wordt om de hoogte te bepalen."

Radarsatellietgegevens, zoals die van CryoSat-2 of Sentinel-3 van de European Space Agency, hebben echter hun sterke punten: die satellieten meten een bepaald gebied vaker dan ICESat-2 en doen ook metingen door wolken heen, wat ICESat-2 niet kan Doen. Dus combineert ze de twee soorten gegevens om de rivierstroomschattingen te verbeteren en presenteert ze de resultaten op de AGU-bijeenkomst.

Land onder water

Omdat ICESat-2 zowel het wateroppervlak als de zeebodem eronder kan meten - tot wel 43 meter onder optimale omstandigheden - gebruiken onderzoekers de satelliet ook om kustecosystemen te onderzoeken.

De bathymetrie van de zeebodem is over het algemeen goed gekarakteriseerd op wereldschaal, maar er is een lacune in kennis over de ondiepe wateren tussen de kustlijn en de open oceaan, waar de bestaande gegevens niet genoeg details bevatten, zei Nathan Thomas, een wetenschapper bij NASA Goddard. . Het kan duur of zelfs gevaarlijk zijn om deze gebieden per schip te meten, dus werkt hij aan het combineren van ICESat-2-metingen met bestaande satellietdatasets om koraalriffen, zeegrassen, wadplaten en andere aquatische ecosystemen beter in kaart te brengen.

Thomas gebruikt ICESat-2 ook om mangrovebossen te meten vanaf de toppen van de bomen tot aan de basis van hun wortels - een lastige taak gezien het feit dat de wortels soms onder water staan. Als hij en zijn collega's echter de volledige hoogte van deze bomen kunnen meten, terwijl ze de getijden compenseren, kunnen ze de voorraden biomassa en koolstof in deze bossen berekenen en deze toevoegen aan de wereldwijde biomassa-inventaris van ICESat-2.

Met een focus op diezelfde kloof tussen land en open oceanen, onderzoekt Brett Buzzanga van Old Dominion University in Norfolk, Virginia, hoe goed ICESat-2 de zeespiegelstijging in kustgebieden kan meten.

"ICESat-2 kan veranderingen in de zeespiegel met een hoge ruimtelijke resolutie detecteren, en dus ook deze kustregio's meten - het is een echte aanvulling op andere satellieten en methoden die we gebruiken om de zeespiegelstijging te meten," zei hij.

Hij presenteert ook gegevens op AGU die laten zien wat een tsunami lijkt te zijn die ICESat-2 precies op het juiste moment heeft gepasseerd. Maar hij is vooral geïnteresseerd in de kleine kenmerken van de oceaanprocessen die moeilijk te meten zijn met andere teledetectietools.

Magruder presenteert onderzoek op de AGU-bijeenkomst waarin wordt onderzocht hoe ICESat-2 kan worden gebruikt om nearshore-bathymetrische kaarten te verbeteren - en zei dat ze opgewonden is om te zien welke andere gebruiken mensen bedenken voor de gegevens van de satelliet.

"Het is bijna als een sneeuwbaleffect, waarbij iemand zegt dat als ze mangroven in kaart kunnen brengen, ik misschien koraalriffen kan doen, of misschien zelfs oceaanfytoplankton," zei ze. "Het was erg leuk en iedereen is zo enthousiast over de gegevens en de missie."

https://www.nasa.gov/feature/goddard/20 ... en-talents