Ίσως μπορεί να προβλεφθεί η παγκόσμια άνοδος της θερμοκρασίας

Από σελίδα του MIT, Νοέμβριος 2002

Η αναζήτηση του Ιερού Δισκοπότηρου της κλιματολογίας μπορεί να πλησιάζει το τέλος της εάν γίνει η εκτόξευση ενός δορυφόρου από τη NASA με τη συμμετοχή του ΜΙΤ, για την μέτρηση της εδαφολογικής υγρασίας -- στοιχεία που απαιτούνται για να προβλέψουν οι ειδικοί τη παγκόσμια αλλαγή του κλίματος και να αξιολογήσουν τη παγκόσμια άνοδο της θερμοκρασίας και να υποστηρίξουν το πρωτόκολλο του Κιότο.

Αυτή η μέτρηση λείπει από το δίκτυο των μετρήσεων -- βροχοπτώσεις, ατμοσφαιρική χημεία, υγρασία και θερμοκρασία -- που χρησιμοποιούνται σήμερα από τους επιστήμονες για να προβλέψουν την αλλαγή στο τοπικό και παγκόσμιο κλίμα. Χρησιμοποιώντας την εδαφολογική υγρασία, μπορούν να υπολογίσουν την εξάτμιση -- τη διαδικασία που συνδέει τους κύκλους του νερού, της ενέργειας και του άνθρακα -- δίνοντας τους μια καλύτερη κατανόηση της παγκόσμιας αλλαγής.

"Η εδαφολογική υγρασία είναι ένα από τα Ιερά Δισκοπότηρα. Η κοινότητα των επιστημόνων που ασχολείται με το Οικοσύστημα έχει προσπαθήσει να την μετρήσει για αρκετό μεγάλο διάστημα, αλλά δεν μπορούσε επειδή κοστίζει", λέει ο Dara Entekhabi, υδρολόγος και ένας καθηγητής της αστικής και περιβαλλοντικής εφαρμοσμένης μηχανικής στο MIT. "Κάνουμε μέτρηση για τις βροχοπτώσεις, την ατμοσφαιρική χημεία, την υγρασία και τη θερμοκρασία, αλλά η εδαφολογική υγρασία της επιφάνειας μας λείπει."

Η αποστολή Hydrosphere (Hydros), που επιλέχθηκε από τη NASA μέσα από 18 ανταγωνιστικά προγράμματα, θα προωθηθεί από τη NASA το 2007. Το Hydros θα μετρήσει την εδαφολογική υγρασία σε όλη τη Γη με έναν δορυφόρο σε τροχιά κοντά στη Γη. Ο δορυφόρος θα εξοπλιστεί με μια παραβολική κεραία, που ζυγίζει λιγότερο από 40 λίβρες και με διάμετρο έξι μέτρα. Η κεραία θα περιστρέφεται με ταχύτητα 15 στροφές το λεπτό για να ανιχνεύει τη Γη, μετρώντας πόσο νερό περιέχει το χώμα στο οποίο περπατάμε, καλλιεργούμε και χτίζουμε τα σπίτια μας.

Το πρόγραμμα θα κοστίσει 218  εκατομμύρια δολλάρια, και θα φτιαχτεί από μια ομάδα επιστημόνων από το MIT, το Jet Propulsion Laboratory και το Goddard Space Flight Center της NASA, τις Καναδικές και Ιταλικές διαστημικές Υπηρεσίες, και το Πανεπιστήμιο της Μοντάνα.

Η εδαφολογική υγρασία δίνει σημαντικές ενδείξεις για τον καιρό, επειδή έχει επιπτώσεις στο κλίμα κατά τρόπο δυναμικό. Εάν αυξηθεί ή μειωθεί έστω και λίγο, μπορεί να έχει μια βαθιά επίδραση. Για παράδειγμα η ξηρασία στις Μεσοδυτικές Πολιτείες το 1988. Αυτή άρχισε σε μια μικρή περιοχή: το χώμα έγινε ξηρό και υπήρξε λιγότερη εξάτμιση, η οποία σήμανε  λιγότερη καθίζηση. Σύντομα, οι συγκομιδές και τα βοοειδή πέθαναν από την ξηρασία η οποία διαδόθηκε παντού. Το αντίθετο συνέβη το 1993, όταν πλημμύρισε ο ποταμός του Μισισιπή για εβδομάδες.

"Η εδαφολογική υγρασία μας λέει την κατάσταση του εδάφους επιφάνειας. Με τον ίδιο τρόπο που η θερμοκρασία σχετίζεται με την κατάσταση της επιφάνειας των ωκεανών, η εδαφολογική υγρασία ελέγχει το ποσοστό του υδάτινου κύκλου, που έχει επιπτώσεις στον καιρό και το κλίμα και πόση εξάτμιση πραγματοποιείται ", αναφέρει ο Entekhabi.

ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΤΟΥ ΚΙΟΤΟ

Εκτός από τη μέτρηση της εδαφολογικής υγρασίας, το Hydros θα διαπιστώσει εάν η υγρασία επιφάνειας του εδάφους είναι παγωμένη ή όχι. Στα δάση αυτό μπορεί να βοηθήσει τους επιστήμονες να καθορίσουν το μήκος της αναπτυσσόμενης  εποχής, λέγοντας τους εάν ένα δάσος είναι μια καθαρή πηγή ή ένας καθαρός 'απορροφητήρας' του άνθρακα. Κατά τη διάρκεια της αναπτυσσόμενης εποχής, ο άνθρακας διαχωρίζεται στα δάση μέσω της διαδικασίας της φωτοσύνθεσης, όταν χρησιμοποιούν τα φυτά το διοξείδιο του άνθρακα, το φως του ήλιου και το νερό για να δημιουργήσουν την βιομάζα.

Το πρωτόκολλο του Κιότο του 1997, που καλεί κάθε συμμετέχουσα χώρα να έχει ένα ορισμένο ποσοστό εκπομπών του άνθρακα, ένα σύστημα που θεωρεί όλο τον ατμοσφαιρικό άνθρακα ότι έχει υπολογιστεί. Εάν η βιομηχανία είναι μια πηγή άνθρακα, ένα δάσος θα μπορούσε να είναι ένας απορροφητήρας του άνθρακα, αντισταθμίζοντας τον άνθρακα που ελευθερώθηκε από τη βιομηχανία. Χωρίς τις κατάλληλες μετρήσεις, η συμφωνία του Κιότο δεν θα είναι σε θέση να υπολογίσει το ποσοστό μείωσης της κάθε χώρας

Το Hydros είναι μέρος του προγράμματος Earth System Science Pathfinder της NASA (ESSP), που χαρακτηρίζεται από  μέσου μεγέθους αποστολές. Το Hydros είναι ένα από τα τρία προγράμματα του ESSP. Υπάρχει ένα άλλο που προτείνει να μετρήσουν την αλατότητα των ωκεανών και να δημιουργήσουν ένα ατμοσφαιρικό σχεδιάγραμμα του διοξειδίου του άνθρακα.