Weltraumgestützte Beobachtungssysteme machen etwa 90 % der Daten aus, die in globalen numerischen Wettervorhersagemodellen verwendet werden. Jeder Mensch auf der Erde ist von den Auswirkungen des Klimawandels betroffen, etwa von steigenden Temperaturen, veränderten Niederschlagsmustern und steigenden Meeresspiegeln. Naturkatastrophen wie Vulkanausbrüche, Überschwemmungen und Tornados können die Erdoberfläche so dramatisch verändern, dass die Veränderungen im Weltraum sichtbar werden. Auch Veränderungen durch menschliches Handeln und Eingriffe wie Bergbau und Abholzung sind auf Satellitenbildern sichtbar. Das Sammeln von Klimadaten hilft Gemeinden, diese Veränderungen besser zu planen und ihnen gegenüber widerstandsfähiger zu werden.
Astronauten an Bord der ISS fotografieren die Erde, um die Umweltsituation einzuschätzen. Roskosmos
Weltraumgestützte Beobachtungssysteme sind das Rückgrat der National Meteorological and Hydrological Services und liefern rund um die Uhr wertvolle Informationen, die Leben und Eigentum auf der ganzen Welt schützen. Die WMO-Gemeinschaft (Weltorganisation für Meteorologie) blickt auf eine lange Geschichte der Zusammenarbeit mit Raumfahrtagenturen zurück, und dies hat eine wichtige Rolle bei der Erleichterung des Datenaustauschs, der Festlegung gemeinsamer Standards und dem Aufbau von Kapazitäten gespielt, insbesondere in weniger entwickelten Ländern.
Astronauten an Bord der ISS fotografieren die Erde, um die Umweltsituation einzuschätzen. Roskosmos
Die Delegierten der 15. Sitzung der hochrangigen politischen Konsultationstreffen zur Satellitenkommunikation einigten sich darauf, diese Beziehung auf die nächste Ebene zu heben. An dem Treffen, dem ersten seit fünf Jahren, nahmen hochrangige Vertreter der Raumfahrtbehörden und der meteorologischen Gemeinschaft teil, darunter die Vorsitzenden der Infrastruktur- und Dienstleistungskommissionen der WMO. In der Sitzung wurde untersucht, wie die WMO Raumfahrtagenturen dabei unterstützen kann, den Daten- und Informationsbedarf ihrer Mitglieder zu decken und gleichzeitig einen verbesserten Zugang zu und die Nutzung der riesigen Datenmengen der neuesten und zukünftigen Satellitengenerationen zu fördern. Auch das Potenzial weltraumgestützter Beobachtungen zur Unterstützung wichtiger strategischer Prioritäten der WMO, darunter Wetterüberwachung und -vorhersage, Frühwarnungen für alle und das Global Greenhouse Gas Observation Programme, wurde berücksichtigt.
Kosmonauten an Bord der ISS überwachen Waldökosysteme. Roskosmos
Das Treffen behandelte eine Vielzahl von Themen, darunter bewährte Verfahren und wachsende Möglichkeiten in Zusammenarbeit mit dem kommerziellen Satellitensektor, um in den kommenden Jahren ein globales Treibhausgas-Überwachungssystem zu verwirklichen. Die sich entwickelnde Rolle der künstlichen Intelligenz bei der Wetter- und Klimavorhersage wurde diskutiert und die Entwicklung des WMO-Weltraumprogramms und seine Rolle in der Integrationsvision des WMO Global Observing System (WIGOS) bis 2040 besprochen.
Das GAMVEKI-GM-Gerät misst die Gesamtflussdichte von Protonen und Elektronen
Die GAMVEKI-Ausrüstung des nach Akademiemitglied E.K. Fedorov benannten Instituts für Angewandte Geophysik (FSBI „IPG“) hat die Flugtestphase erfolgreich bestanden und wurde im Interesse des Bundes in den Modus der operativen Überwachung der heliogeophysikalischen Situation im erdnahen Orbit überführt Dienst für Hydrometeorologie und Umweltüberwachung (Roshydromet) .
Am 19. Februar 2024 fand bei Roshydromet ein Treffen zum Thema der Zusammenfassung der Ergebnisse von Flugtests und der möglichen Nutzung von Messdaten kleiner Raumfahrzeuge für die tägliche Betriebsüberwachung des „Weltraumwetters“ statt. Management von Roscosmos, nach MSTU benannt. N.E. Bauman, FGBU „IPG“, FGBU „National Research Center „Planet“, Hydrometeorologisches Zentrum berichteten über die Ergebnisse des Abschlusses der Flugtestphase der kleinen Raumschiffe „Horse“ Nr. 1 und Nr. 2.
MKA MSTU im. N.E. Bauman hat im Interesse von Roshydromet ein operatives Überwachungssystem eingeführt. Roskosmos
Die GAMVEKI-Ausrüstung besteht aus zwei Geräten: GAMVEKI-GM und GAMVEKI-CH. Das GAMVEKI-GM-Gerät misst die Gesamtflussdichte von Protonen und Elektronen mithilfe von Geiger-Müller-Zählern in vier Energiebereichen, und das GAMVEKI-CH-Gerät misst die Flussdichte von Protonen mit Energien über 600 MeV in drei Energieintervallen.
Ergebnisse der nach ihr benannten MSTU. N.E. Bauman und die etablierte Zusammenarbeit der Universität mit den Instituten von Roshydromet zeigten die Richtigkeit der Prinzipien und Ansätze, die wir im UniverSat-Programm festgelegt haben: neue Technologien testen, gezielte Informationen erhalten, diese beim Verbraucher erkennen und Bundessatellitenkonstellationen ergänzen mit Kleingeräten. Wir erwarten, die erfolgreichen Erfahrungen aus der Zusammenarbeit mit Roshydromet weiterzuentwickeln, indem wir die Arbeit von Universitäten mit anderen thematischen Kunden von Roscosmos in zukunftsträchtigen Bereichen organisieren.
MKA MSTU im. N.E. Bauman hat im Interesse von Roshydromet ein operatives Überwachungssystem eingeführt. Roskosmos
Indischer Wetterbeobachtungssatellit der nächsten Generation INSAT-3DS
Die indische Weltraumforschungsorganisation (ISRO) hat ihren Wetterbeobachtungssatelliten der nächsten Generation, INSAT-3DS, erfolgreich ins All gebracht. Wie die indische Raumfahrtbehörde auf X (ehemals Twitter) berichtet, wurde der Satellit an Bord der GSLV-Trägerrakete in die Umlaufbahn gebracht. „Mission GSLV-F14/INSAT-3DS: Die Trägerrakete hat den Satelliten erfolgreich in die vorgesehene geostationäre Transferbahn gebracht“, heißt es in dem Bericht. Die Rakete startete vom Weltraumbahnhof auf der Insel Sriharikota im Golf von Bengalen, wo sich das Weltraumzentrum befindet. Satish Dhawan.
Der 2.274 kg schwere INSAT-3DS ist ein meteorologischer Satellit der dritten Generation, der in eine geostationäre Umlaufbahn gebracht wird. Der Zweck der Mission besteht darin, umfassende meteorologische Beobachtungen durchzuführen, Land- und Meeresoberflächen zu überwachen und bei der Erstellung von Wettervorhersagen und der Warnung vor Naturkatastrophen zu helfen. In den kommenden Tagen werden ISRO-Wissenschaftler eine Reihe von Manövern durchführen, um den Satelliten in eine vorgegebene Umlaufbahn zu bringen, heißt es in der Erklärung.
Einzigartiger Mikrowellenscanner/-sonde MTVZA-GYA
Die ersten globalen Bilder der Erde wurden mit der MTVZA-GY-Ausrüstung und der MSU-MR-Ausrüstung der Raumsonde Meteor-M Nr. 2-4 aufgenommen. Der einzigartige Mikrowellenscanner/-sonde MTVZA-GYA ist einer der Haupttypen der Zielausrüstung an Bord meteorologischer Satelliten der Meteor-M-Serie, der rund um die Uhr und bei jedem Wetter die Atmosphäre und die Erdoberfläche überwacht über 40 Spektralkanäle im Bereich von 6 bis 190 GHz.
Die Informationen von MTVZA-GY sollen ein breites Spektrum von Problemen im Interesse der operativen Meteorologie, Ozeanographie und numerischen Wettervorhersage lösen. Gemäß MTVZA-GYA-Daten werden der Dampfgehalt der Atmosphäre, der Wassergehalt von Wolken, die Geschwindigkeit des Bodenwinds, vertikale Temperatur- und Feuchtigkeitsprofile der Atmosphäre usw bestimmt.
Die ersten globalen Bilder der Erde wurden mit der Ausrüstung des Meteor-M-Satelliten Nr. 2-4 aufgenommen. Roskosmos
Ein multispektrales Scangerät mit niedriger Auflösung (MSU-MR) ermöglicht die Erstellung eines multispektralen Bildes in 6 Kanälen von sichtbarer bis langwelliger Infrarotstrahlung der gesamten Erdoberfläche alle 24 Stunden (12 Stunden im IR-Bereich). Die Vermessung erfolgt mit einer räumlichen Auflösung von 1000 m und einem Erfassungsbereich von bis zu 2900 km. Die Daten werden verwendet, um globale statische Wolkenkarten zu erstellen, Brände zu erkennen und die Temperatur von Land, Wasser und Eis zu bestimmen.
Die Ausrüstung wurde von der russischen Holdinggesellschaft Space Systems entwickelt. Der Empfang und die Verarbeitung von Satelliteninformationen erfolgt durch das Wissenschaftliche Zentrum für operative Erdüberwachung von JSC Russian Space Systems und das Wissenschaftliche Forschungszentrum für Weltraumhydrometeorologie „Planet“.
Die ersten globalen Bilder der Erde wurden mit der Ausrüstung des Meteor-M-Satelliten Nr. 2-4 aufgenommen. Roskosmos
Studie liefert neue Schätzungen darüber, wie viel Wasser durch die Flüsse der Erde fließt
Von der NASA geleitete Forschung liefert eine neue globale Bestandsaufnahme der Flüsse der Erde. Ein neuer Ansatz zur Schätzung von Flusswasserreserven und -flüssen ermöglicht es auch, Regionen zu identifizieren, die durch „Fingerabdrücke“ einer intensiven Wassernutzung gekennzeichnet sind. Für die Studie, die kürzlich in der Fachzeitschrift Nature Geoscience veröffentlicht wurde, verwendeten Forscher des Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien eine neue Methodik, die Bachpegelmessungen mit Computermodellen von etwa 3 Millionen Flussabschnitten auf der ganzen Welt kombiniert.
Die Studie liefert neue Schätzungen darüber, wie viel Wasser durch die Flüsse der Erde fließt, mit welcher Geschwindigkeit es in den Ozean fließt und wie stark diese beiden Zahlen im Laufe der Zeit schwankten – wichtige Informationen zum Verständnis des Wasserkreislaufs des Planeten und zur Verwaltung der Süßwasservorräte. Die Ergebnisse heben auch Regionen hervor, die durch intensive Wassernutzung erschöpft sind, darunter das Colorado River Basin in den Vereinigten Staaten, das Amazonasbecken in Südamerika und das Orange River Basin im südlichen Afrika.
Die von der NASA durchgeführte Studie kombinierte Pegelmessungen von Wasserläufen mit Computermodellen von 3 Millionen Flussabschnitten, um ein globales Bild davon zu erstellen, wie viel Wasser die Flüsse der Erde enthalten. Schätzungen zufolge enthält das Amazonasbecken etwa 38 % des weltweiten Flusswassers, mehr als jede andere untersuchte hydrologische Region. NASA
Wissenschaftler schätzen, dass das Gesamtwasservolumen der Flüsse der Erde von 1980 bis 2009 durchschnittlich 539 Kubikmeilen (2.246 Kubikkilometer) betrug. Dies entspricht der Hälfte des Wassers des Michigansees und etwa 0,006 % des gesamten Süßwassers, was wiederum 2,5 % des weltweiten Volumens ausmacht. Obwohl sie nur einen geringen Anteil am gesamten Wasser auf dem Planeten haben, waren Flüsse seit den frühesten Zivilisationen für den Menschen lebenswichtig.
Während Forscher im Laufe der Jahre zahlreiche Schätzungen darüber vorgenommen haben, wie viel Wasser von Flüssen in den Ozean fließt, seien Schätzungen des Gesamtwasservolumens in Flüssen (bekannt als Speicherung) selten und unsicherer gewesen, sagte Cedric David, Co-Autor des JPL Studie.
Die Studie ergab, dass das Amazonasbecken die Region mit den größten Flussreserven ist und etwa 204 Kubikmeilen (850 Kubikkilometer) Wasser enthält, was etwa 38 % der weltweiten Schätzung entspricht. Das gleiche Becken gibt das meiste Wasser in den Ozean ab: 1.629 Kubikmeilen (6.789 Kubikkilometer) pro Jahr. Das sind 18 % der weltweiten Meeresabflüsse, die zwischen 1980 und 2009 durchschnittlich 8.975 Kubikmeilen (37.411 Kubikkilometer) pro Jahr betrugen.
Während ein negativer Flussfluss nicht möglich ist – der Ansatz der Studie berücksichtigt nicht die flussaufwärts gerichtete Bewegung – kann es aus Rechnungslegungsgründen in einigen Flussabschnitten sein, dass weniger Wasser abfließt als zufließt. Das sagen die Forscher. Es kommt in Teilen der Einzugsgebiete der Flüsse Colorado, Amazonas und Orange sowie im Murray-Darling-Becken im Südosten Australiens vor. Diese negativen Ströme deuten im Allgemeinen auf eine intensive menschliche Wassernutzung hin.
Der Colorado River versorgt mehr als 40 Millionen Menschen mit Wasser, während er durch sieben US-Bundesstaaten fließt, darunter einen Teil des südöstlichen Utah, der auf diesem Foto zu sehen ist, das von einem Astronauten an Bord der Internationalen Raumstation aufgenommen wurde. Das Colorado-Becken wurde in einer von der NASA durchgeführten Studie als eine Region identifiziert, in der der Mensch Wasser intensiv nutzt. NASA
Jahrzehntelang handelte es sich bei den meisten Schätzungen der gesamten Flusswassermenge auf der Erde um Revisionen der Daten der Vereinten Nationen aus dem Jahr 1974, und keine Studie zeigte, wie sich diese Menge im Laufe der Zeit veränderte. Ein weiteres Problem bestand darin, dass große Flüsse viel mehr Messgeräte zur Kontrolle von Wasserständen und -strömen haben als kleine. Auch bei den Schätzungen des Abflusses – des Regenwassers und des geschmolzenen Schnees, der in Flüsse fließt – besteht große Unsicherheit.
Die neue Studie ging von der Annahme aus, dass der Durchfluss, der in und durch ein Flusssystem fließt, ungefähr dem Volumen entsprechen sollte, das von Sensoren flussabwärts gemessen wird. Wo die Forscher Diskrepanzen zwischen dem modellierten Abfluss aus drei Landoberflächenmodellen und Sensormessungen an etwa 1.000 Standorten fanden, verwendeten sie Sensormessungen, um die modellierten Abflussraten anzupassen.
Anschließend modellierten sie die Strömung durch die Flüsse auf einer hochauflösenden globalen Karte, die anhand von Landhöhendaten und Bildern aus dem Weltraum, einschließlich der Radar Topography Mission der NASA, erstellt wurde. Dieser Ansatz erzeugte Durchflussdaten, die zur Schätzung der durchschnittlichen und monatlichen Wassermengen für einzelne Flüsse und die Flüsse der Welt insgesamt verwendet wurden. Mithilfe einer einheitlichen Methodik können Ströme und Bevölkerungsrückgänge zwischen verschiedenen Regionen verglichen werden.
Internationale Raumstation im Bereich der Erhebung klimabezogener Daten
Die Internationale Raumstation verfügt über zahlreiche Instrumente, die verschiedene Arten klimabezogener Daten sammeln. Da die Umlaufbahn der Station mehr als 90 Prozent der Erdbevölkerung passiert und den Planeten 16 Mal am Tag umkreist, ermöglichen diese Instrumente die Beobachtung mehrerer Standorte zu unterschiedlichen Tages- und Nachtzeiten. Diese Daten fließen in Klimaentscheidungen ein und helfen Wissenschaftlern, die durch den Klimawandel verursachten Probleme zu verstehen und zu lösen. Obwohl die Besatzungsmitglieder kaum am täglichen Betrieb dieser Instrumente beteiligt sind, spielen sie eine entscheidende Rolle beim Auspacken der Ausrüstung, wenn diese auf der Raumstation ankommt, sowie beim Zusammenbau und der Installation der Instrumente bei Weltraumspaziergängen oder bei der Nutzung der Station Roboterarm.
Kosmonauten an Bord der ISS überwachen Waldökosysteme. Roskosmos
Eine der Studien des umlaufenden Labors, die zu den Bemühungen zur Überwachung und Bekämpfung des Klimawandels beiträgt, ist das ECOsystem Space Thermal Radiometer Experiment on the Space Station (ECOSTRESS). Es liefert thermische Infrarotmessungen der Erdoberfläche, die dabei helfen, Fragen zum Wasserstress in Pflanzen und zur Reaktion bestimmter Regionen auf den Klimawandel zu beantworten. Untersuchungen bestätigten die Genauigkeit der Oberflächenschätzungen von ECOSTRESS 1 und fanden heraus, dass die Photosynthese in Pflanzen bei einer Temperatur von 46,7 °C (114 °F) zu stoppen beginnt. In einigen tropischen Regionen steigen die Durchschnittstemperaturen um 0,5 Grad Celsius pro Jahrzehnt und Temperaturextreme nehmen zu. Tropenwälder sind ein wichtiger Sauerstoffproduzent, und ohne ausreichende Eindämmung des Klimawandels könnten die Blatttemperaturen in diesen Tropenwäldern bald diese Zerstörungsschwelle erreichen.
Astronauten an Bord der ISS helfen bei der Erkennung von Naturkatastrophen auf der Erde. Roskosmos
Der Total and Spectral Solar Irradiance Sensor (TSIS) misst die totale Sonneneinstrahlung (TSI) und die spektrale Sonneneinstrahlung (SSI). TSI ist die Gesamtmenge der Sonnenenergie, die die Erde erreicht, während SSI die Sonnenenergie in einzelnen Wellenlängen misst. Die Energie der Sonne treibt die atmosphärische und ozeanische Zirkulation auf der Erde an, und die Kenntnis ihrer Größe und Variabilität ist für das Verständnis des Erdklimas von entscheidender Bedeutung. Die Forscher testeten die Leistung des Instruments und zeigten, dass es genauere Messungen lieferte als frühere Instrumente. TSIS bewahrt eine Kontinuität von fast 40 Jahren Daten zur Sonneneinstrahlung auf, die aus weltraumgestützten Beobachtungen stammen.
Astronauten an Bord der ISS helfen bei der Erkennung von Naturkatastrophen auf der Erde. Roskosmos
Die Global Ecosystem Dynamics Study (GEDI) überwacht globale Wälder und Topographie mithilfe von Lichterkennung und Entfernungsmessung (Lidar). Diese Beobachtungen können Einblicke in wichtige Kohlenstoff- und Wasserkreislaufprozesse, Biodiversität und Lebensräume liefern. Eine Studie nutzte GEDI-Daten, um die Biomassedichte in pantropischen und gemäßigten Zonen auf nationaler Ebene für jedes beobachtete Land und auf subnationaler Ebene für die Vereinigten Staaten abzuschätzen.
Eine Gruppe von Methanfahnen, die 2022 von EMIT auf einer Fläche von etwa 150 Quadratmeilen in Usbekistan entdeckt wurde. EMIT erfasste im Handumdrehen einen 65-stündigen Flug mit einem Bordinstrument. NASA
Die Earth Surface Mineral Dust Survey (EMIT) bestimmt mithilfe eines bildgebenden Spektrometers die Art und Verteilung von Mineralien im Staub aus trockenen Regionen der Erde. Mineralstaub beeinflusst die lokale Erwärmung und Abkühlung, die Luftqualität, die Schneeschmelzrate und das Planktonwachstum im Ozean. Die Forscher zeigten, dass EMIT-Daten auch zur Identifizierung und Überwachung spezifischer Quellen von Methan- und Kohlendioxidemissionen verwendet werden können.
Kohlendioxid und Methan sind die wichtigsten anthropogenen Treiber des Klimawandels. Steigende Emissionen in Regionen mit schlechten Berichtspflichten führen zu erheblicher Unsicherheit im globalen CO2-Budget. Die hohe räumliche Auflösung der EMIT-Daten kann eine präzise Überwachung selbst nahe beieinander liegender Quellen ermöglichen.
Dieses Bild stellt OCO-3-Daten zusammen, die die Kohlendioxidkonzentrationen in Los Angeles zeigen. NASA
Das Orbiting Carbon Observatory-3 (OCO-3) der Station sammelt Daten über den globalen Kohlendioxidgehalt während der Sonnenstunden und kartiert die Emissionen an gezielten lokalen Hotspots. Diese Art der Satellitenfernerkundung hilft bei der Bewertung und Überprüfung der Emissionsreduzierungen, die in nationalen und globalen Plänen und Vereinbarungen enthalten sind. Die Überwachung von 30 Kohlekraftwerken zwischen 2021 und 2022 durch OCO-3 und den Satelliten PRecursore IperSpettrale della Missione Applicativa (PRISMA) der italienischen Raumfahrtbehörde ergab die gleichen Daten. Dieses Ergebnis legt nahe, dass Satelliten unter den richtigen Bedingungen zuverlässige Schätzungen der Emissionen aus einzelnen Quellen liefern können. Die Verbrennung für Strom und andere industrielle Zwecke ist für etwa 59 % der weltweiten anthropogenen Kohlendioxidemissionen verantwortlich.
Dieses Bild zeigt etwa drei Jahre SAGE III-Aerosoldaten aus der ganzen Welt und zeigt die Auswirkungen von Waldbränden und Vulkanausbrüchen auf die Atmosphäre. NASA
Das Stratospheric Aerosols and Gases Experiment III-ISS (SAGE III-ISS) misst Ozon und andere Gase sowie winzige Partikel in der Atmosphäre, sogenannte Aerosole, die zusammen als Sonnenschutz der Erde wirken. Das Gerät kann zwischen Wolken und Aerosolen in der Atmosphäre unterscheiden. Die Studie ergab, dass Aerosole die tropische obere Troposphäre und die untere Stratosphäre der Erde, den Übergangsbereich zwischen den beiden atmosphärischen Ebenen, dominieren. Die kontinuierliche Überwachung und Identifizierung dieser atmosphärischen Schichten hilft dabei, ihre Auswirkungen auf das Erdklima zu quantifizieren.
Astronauten an Bord der ISS helfen bei der Erkennung von Naturkatastrophen auf der Erde. Roskosmos
Ein frühes Fernerkundungssystem, das ISS SERVIR Environmental Research and Imaging System (ISERV), nahm in vorprogrammierten Abständen Bilder der Erde durch ein Fenster der Raumstation mit hochwertiger Optik auf, bekannt als Window Observational Research Facility (WORF). Die Forscher berichteten, dass diese Art der Erdbeobachtung für Anwendungen wie die Kartierung der Landnutzung und die Schätzung der Kohlenstoffbiomasse und der Gesundheit der Ozeane von entscheidender Bedeutung ist.
TerraPulse hilft Unternehmen, fundierte Entscheidungen über ihre Umweltauswirkungen zu treffen
Seit mehr als 50 Jahren zeichnen die Landsat-Satelliten der NASA Veränderungen auf der Oberfläche unseres Planeten auf. Jetzt nutzt terraPulse Inc. mit Sitz in North Potomac, Maryland, künstliche Intelligenz, um aussagekräftige Karten zu erstellen, die akademischen Einrichtungen, Nichtregierungsorganisationen und Unternehmen dabei helfen, die vielfältigen Auswirkungen des Klimawandels zu verstehen.
Durch die Kombination von Daten mehrerer NASA- und europäischer Satelliten hilft terraPulse Unternehmen, fundierte Entscheidungen über ihre Umweltauswirkungen zu treffen. Dieselben Daten helfen Wissenschaftlern, Umweltveränderungen und die Prozesse, die sie verursachen, zu verstehen, was lokalen Entscheidungsträgern verwertbare Informationen für die Infrastrukturplanung und Katastrophenvorsorge liefern kann.
Dieses Landsat 8-Bild in natürlichen Farben der Berge in Zentral-Pennsylvania zeigt die Farben der wechselnden Blätter und die einzigartige Topographie der Region. Durch die mehr als 50-jährige Beobachtung von Planeten aus der erdnahen Umlaufbahn lassen sich sowohl natürliche als auch vom Menschen verursachte Veränderungen beobachten. NASA
Messungen aus dem Weltraum werden noch intensiv erforscht und weiterentwickelt. Die Geowissenschaftsabteilung der NASA finanziert mehrere Fernerkundungsinitiativen, um unser Verständnis der Auswirkungen von Landbedeckungsänderungen zu verbessern, darunter das terraPulse-Projekt, bei dem FitBits zur Verfolgung und Bewertung der Gesundheit wildlebender Hirsche und der Auswirkungen von Veränderungen ihres Lebensraums eingesetzt wird.
Das Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, das viele der Erdüberwachungssatellitenmissionen der Agentur verwaltet, behält einen umfassenden Überblick über unseren Planeten. Industrien greifen auf Satellitendaten zurück, um ihre Widerstandsfähigkeit gegen den Klimawandel zu planen, indem sie Einrichtungen auf der ganzen Welt überwachen, beherrschbare Risiken identifizieren und vieles mehr.
Die PACE-Satellitendaten (Plankton, Aerosol, Cloud, Ocean Ecosystem) der NASA kommen Ökosystemen und der menschlichen Gesundheit zugute
In den Jahren vor dem Start im Februar 2024 haben sich NASA-Missionsmanager mit Dutzenden angewandten Wissenschaftlern und Umweltwissenschaftlern zusammengetan, um sich auf die vielen praktischen Anwendungen vorzubereiten, die PACE-Daten offenbaren könnten. Das PACE Early Adopter Program integriert wissenschaftliche Erkenntnisse zum Wohle der Gesellschaft in Unternehmen, Umweltmanagement und Entscheidungsfindung.
Eine SpaceX Falcon 9-Rakete mit der Raumsonde PACE (Plankton Aerosol Cloud Ocean Ecosystem) der NASA steht am 5. Februar 2024 aufrecht auf dem Space Launch Complex 40 der Cape Canaveral Space Force Station in Florida. PACE ist der neueste Erdbeobachtungssatellit der NASA, der dazu beitragen wird, unser Verständnis der Ozeane, der Atmosphäre und des Klimas der Erde zu verbessern, indem er hyperspektrale Beobachtungen mikroskopisch kleiner Meeresorganismen namens Phytoplankton sowie neue Daten zu Wolken und Aerosolen liefert. SpaceX
Die Forscher sind auf ein breites Themenspektrum spezialisiert, darunter Wasserressourcen, Fischerei und Aquakultur, Luftqualität und Gesundheit, Klima und Landwirtschaft. Diese frühen Anwender der Wissenschaft fungieren als Brücke zwischen dem PACE-Team und den lokalen Gemeinschaften und Entscheidungsträgern, die erschwingliche Produkte für die öffentliche Nutzung benötigen. Solche Arbeiten können dazu beitragen, neue Horizonte hyperspektraler und polarimetrischer Mehrwinkeldaten von PACE mit realen Problemen zu verbinden – und neue Wege zur Lösung von Problemen zu finden.
In Küstengemeinden ist das Wissen über die Wasserqualität von entscheidender Bedeutung für gesunde Ökosysteme, sichere und nachhaltige Meeresfrüchte und Erholung, ganz zu schweigen von der Lebensgrundlage der Menschen, die von der Fischerei abhängig sind.
Phytoplankton sind mikroskopisch kleine Organismen, die in Gewässern leben. Wenn die Bedingungen stimmen, wachsen die Phytoplanktonpopulationen explosionsartig und es entstehen Blüten, die vom Weltraum aus sichtbar sind. Diese Blüte ereignete sich Anfang August 2010 im Nordatlantik vor der Küste Neufundlands. Das Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) auf dem Terra-Satelliten der NASA hat dieses Bild in natürlichen Farben am 9. August 2010 aufgenommen, wobei die blaue Farbe Phytoplankton darstellt. NASA/Goddard/Jeff Schmaltz/MODIS Land Rapid Response Team.
Marina Marrari, Geschäftsführerin des costaricanischen Fischereiverbandes in San Jose, und ihre Kollegen haben eine mobile App entwickelt, die Daten aus dem Ocean Color Instrument von PACE abruft, um die Öffentlichkeit über schädliche Algenblüten aufzuklären. Die als pezCA bekannte App verbreitet nahezu in Echtzeit Daten zu Meerestemperaturen, Chlorophyllkonzentrationen und Strömungen, die von anderen NASA-Satelliten gemessen wurden. Sobald PACE-Daten verfügbar sind, wird die App aktualisiert, um Informationen über bestimmte Arten schädlicher Algenblüten aufzunehmen, die toxische Auswirkungen auf Menschen und Tiere haben können.
Für dicht besiedelte städtische Gebiete wie Los Angeles, Atlanta und New York liegen im Allgemeinen Informationen zur Luftqualität und zu Luftpartikeln (Aerosolen) vor. Marcela Loria-Salazar, Assistenzprofessorin an der University of Oklahoma in Norman, plant, Daten der PACE- und OCI-Polarimeter zu nutzen, um die Luftqualität an Orten im Zentrum der Vereinigten Staaten zu untersuchen, an denen es tendenziell weniger bodengestützte Monitore gibt.
Städtische Schadstoffemissionen, Wüstenstaub und Waldbrandrauch können von weit entfernten Orten ausströmen – über Kontinente oder sogar Ozeane. (Denken Sie an den Rauch von Waldbränden, der sich von Alaska und Kanada in die zentralen USA ausbreiten könnte.) PACE sammelt alle ein bis zwei Tage globale Daten zu diesem Staub und Rauch in der Erdatmosphäre, und diese Daten sind öffentlich verfügbar – das heißt, sie für jeden verfügbar. kostenlos im Internet finden und herunterladen.
Der Rauch der Waldbrände in Kanada breitet sich langsam nach Süden über den Mittleren Westen der USA aus. Auf diesem Terra-Satellitenbild, das im Dezember 2017 über dem Michigansee sowie Teilen von Minnesota, Wisconsin, Indiana und Ohio aufgenommen wurde, ist treibender Rauch zu sehen. NASA MODIS Rapid Response Team/Jeff Schmaltz
Phytoplankton ist das Zentrum des marinen Nahrungsnetzes. Diese mikroskopisch kleinen Organismen bieten Nahrung für größere Tiere wie Zooplankton, Fische und Schalentiere und schließlich Wale und Delfine. Während PACE Fische oder Säugetiere unter der Meeresoberfläche nicht direkt erkennen kann, kann es Phytoplanktongemeinschaften beobachten, was Wissenschaftlern Informationen über das Meeresökosystem geben kann, in dem Fische und Säugetiere leben.
Durch die Untersuchung von Phytoplankton können Wissenschaftler wertvolle Informationen über Veränderungen in Meereslebensräumen gewinnen, da diese Mikroorganismen häufig als Frühindikatoren für die Gesundheit eines regionalen Ökosystems dienen. Liz Ferguson, CEO und Meeresökologin bei Ocean Science Analytics, untersucht Meeressäuger vor der Pazifikküste Nordamerikas. Die Überwachung planktonischer Gemeinschaften verbessert die Fähigkeit der Wissenschaftler, die komplexe Dynamik mariner Ökosysteme zu verstehen. Durch die sorgfältige Überwachung von Veränderungen der Umweltvariablen und des Verhaltens von Indikatorarten wie Meeressäugern kann Ferguson die Auswirkungen des Klimawandels auf die Ökosysteme Kaliforniens untersuchen.
Einige Phytoplanktonarten produzieren Giftstoffe, die für Menschen, Haustiere und Nutztiere schädlich sein können. Wenn sich dieses Phytoplankton in großer Zahl vermehrt, spricht man von einer schädlichen Algenblüte.
Richard Stumpf und Michelle Tomlinson, Ozeanographen bei der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), nutzen Satellitendaten, um die Blüte zu untersuchen und dabei zu helfen, Gemeinden über ihre Risiken aufzuklären. Sie nutzten Daten des Ozean- und Landfarbeninstruments des Sentinel-3-Satelliten der Europäischen Weltraumorganisation, der Daten über die Erde sammelt, indem er bestimmte Lichtwellenlängen misst. Der Ocean Color Instrument-Sensor von PACE macht das Gleiche, kann aber als hyperspektrales Instrument mehr als 200 Wellenlängen erfassen – mehr als das Fünffache der von Sentinel-3 und anderen aktuellen Instrumenten beobachteten Menge.
Die hyperspektralen Fähigkeiten von PACE könnten es Wissenschaftlern und Naturschützern ermöglichen, nicht nur beginnende Blüten zu erkennen, sondern auch die spezifischen Phytoplanktongemeinschaften zu identifizieren, aus denen diese Blüten bestehen. Das Finden dieser Details hilft Wissenschaftlern, örtliche Wassermanager besser über Ort, Zeitpunkt und Art schädlicher Algenblüten zu informieren, was dazu beitragen kann, Risiken für die Öffentlichkeit zu verringern.
SpaceX-Rakete startet bahnbrechenden Methan-Tracking-Satelliten – MethanSAT
Ein neuer Satellit, der die klimaerwärmenden Methanemissionen von Öl- und Gasunternehmen auf der ganzen Welt verfolgen wird, ist von der kalifornischen Vandenberg Space Force Base gestartet. Der waschmaschinengroße Satellit namens MethanSAT wurde am 4. März mit einer Falcon-9-Rakete gestartet, einer von 53 Nutzlasten der Transporter-10-Mission von SpaceX.
MethanSAT soll letztendlich politischen Entscheidungsträgern dabei helfen, Branchenberichte unabhängig zu überprüfen, indem es Hotspots von Methan identifiziert, einem unsichtbaren, aber starken Treibhausgas, das pro Molekül weit mehr Wärme in der Erdatmosphäre einfängt als Kohlendioxid. Dem Missionsplan zufolge wird MethanSAT, der erste Satellit der gemeinnützigen Umweltgruppe, Daten über Methanlecks an 300 Standorten auf der ganzen Welt sammeln, während er von seiner Umlaufbahn in 360 Meilen (580 Kilometer) Höhe 15 Mal am Tag die Erde umkreist.
Künstlerisches Konzept von MethanSAT im Orbit. (Bild: MethanSAT/EDF)
Methan ist der Hauptbestandteil von Erdgas, das bei industriellen Aktivitäten in Kraftwerken und Fabriken auf der ganzen Welt verbrannt wird. Eine Analyse von EDF ergab, dass US-amerikanische Erdgaspipelines zwischen 1,2 und 2,6 Millionen Tonnen Methan pro Jahr austreten. Wenn Methan durch solche Lecks in die Atmosphäre gelangt, wirkt es wie eine Decke, die Wärme absorbiert und die Geschwindigkeit verringert, mit der es in den Weltraum entweicht.
Der Satellit wurde von EDF in Zusammenarbeit mit der New Zealand Space Agency, der Harvard University, dem britischen Luft- und Raumfahrtunternehmen BAE Systems und Google für 88 Millionen US-Dollar entwickelt. Google wird dem MethanSAT-Team Cloud-Computing-Dienste zur Verarbeitung von Satellitendaten zur Verfügung stellen und auch dazu beitragen, die Öl- und Gas-Infrastrukturdatenbank von EDF zu verbessern, „so dass regionalspezifische Emissionsdaten den geprüften Vermögenswerten genau zugeordnet werden können“.
Die ersten Bilder des Satelliten werden im Frühsommer erwartet und später in diesem Jahr der Öffentlichkeit zugänglich gemacht, sagten EDF-Beamte. Diese Informationen können Unternehmen, politischen Entscheidungsträgern und Regierungen helfen, die Fortschritte im Kampf gegen den Klimawandel kritischer zu betrachten. Neben der Sammlung von Daten aus diesen Quellen wird sich MethanSAT aufgrund ihres dominanten Anteils an den globalen Emissionen und ihres wahrgenommenen Potenzials zur Emissionsreduzierung vor allem auf Öl- und Gasunternehmen konzentrieren.
Russlands Premierminister Mischustin: Die Stärkung der Konstellation arktischer Wettersatelliten wird die Überwachung der Nordseeroute verbessern
Die Stärkung der Konstellation arktischer Wettersatelliten werde Russland die Möglichkeit geben, die Nordseeroute rund um die Uhr in höchster Qualität zu überwachen, sagte der russische Premierminister Michail Mischustin. Mischustin nahm am Roshydromet-Vorstand teil, vor dem er die Ausstellung zur Geophysik und Weltraumüberwachung besichtigte. Unter anderem wurden ihm die einzigartigen hydrometeorologischen Satelliten „Arktika-M“ überreicht.
Der Leiter von Roshydromet, Igor Shumakov, der die Tour leitete, nannte diese Satelliten einen Stolz. „Als wir das Gerät starteten, kamen die ersten Glückwünsche von unseren amerikanischen Kollegen mit der Aufschrift „Die Russen haben mit dem Star Trek begonnen“, bemerkte er. Hydrometeorologische Satelliten „Arktika-M“ werden auf der Grundlage der einheitlichen Plattform „Navigator“ erstellt, die von der nach S. A. Lavochkin benannten Wissenschafts- und Produktionsvereinigung entwickelt wurde. Die Geräte sind für die wetterunabhängige Überwachung der Erdoberfläche und der Meere des Arktischen Ozeans rund um die Uhr konzipiert und sorgen zudem für eine ständige und zuverlässige Kommunikation. Darüber hinaus sind die Satelliten in der Lage, Signale von Funkfeuern des internationalen Such- und Rettungssystems COSPAS-SARSAT weiterzuleiten.
Astronauten an Bord der ISS helfen dabei, Naturkatastrophen und vom Menschen verursachte Katastrophen auf der Erde vorherzusagen. Roskosmos