چگونه داده‌های ماهواره‌ای بحران تغییرات آب‌وهوایی را اثبات می‌کنند

منحنی‌های ۳۰ ساله افزایش سطح دریا شواهدی غیرقابل انکار است که آب و هوای ما در حال تغییر است.

سال ۱۴۰۳ یک سال رکورد شکن بود و از نظر خوبی نبود. در ماه تیر، میانگین دمای زمین بالاترین میزان در حداقل ۱۷۵ سال گذشته بود و به طور خاص، ۱ مرداد گرم ترین روز ثبت شده بود. تابستان گذشته گرم‌ترین تابستان از حدود سال ۱۲۵۹ بود، فصل طوفان امسال با بریل – اولین طوفان رده ۴ ثبت شده – آغاز شد و گزارشی که دخرداد منتشر شد تأیید کرد که گرمایش زمین توسط انسان به بالاترین حد خود رسیده است.

اما این فقط رکوردشکنی های تیتراژ نیست که دانشمندان نگران آن هستند. از این سال، یخچال‌های طبیعی به دلیل این همه گرمای ناشی از انسان با سرعت بی‌سابقه‌ای در حال ذوب شدن هستند، سطح دریاها در نتیجه ذوب شدن یخچال‌ها به طور غیرقابل برگشتی بالا می‌رود، جوامع ساحلی توسط طوفان‌هایی که از طریق چنین افزایش سطح دریا همراه با درجه حرارت بالا تشدید می‌شوند، ویران می‌شوند. و حیوانات از خانه هایشان بیرون رانده می شوند زیرا زمین خیلی سریع تغییر می کند. همین ماه گذشته، طوفان هلن را دیدیم که شهرها را ویران کرد و جان افراد را گرفت – و قدرت آن در واقع با تغییرات آب و هوایی مرتبط است.

مطمئناً دیدن حقایق به این شکل سنگین است، به ویژه با توجه به اینکه چقدر آن پاراگراف ها ناگفته باقی می مانند. با این حال، این احساس، چیز بسیار مهمی را به منصه ظهور می‌رساند: در سطح پایه، ارزشمند است که این اطلاعات اصلاً وجود داشته باشد. شاید بزرگترین گام محدود کننده در مبارزه با تغییرات آب و هوایی تبدیل واقعیت ها به وظایف قابل اجرا و متقاعد کردن سیاست گذاران برای شروع تغییرات اساسی در نحوه اداره جهان ما باشد. بحران آب و هوا یک مشکل سیاسی فریبنده است، به این معنی که آینده زمین به داده ها بستگی دارد – و بسته به اینکه چگونه آن را می بینید، این داده ها به یک منبع بعید بستگی دارد: اکتشاف فضا.

سدریک دیوید، دانشمند آزمایشگاه رانش جت ناسا، (JPL) در جنوب کالیفرنیا می گوید: تنها راهی که می توانیم بین پدیده های مختلفی که عملکرد پیچیده سیاره ما را تحریک می کنند، طبیعت و انسان محور را به هم بزنیم، ارتباط برقرار کنیم، این است که نقاط بین آنها را به هم وصل کنیم.

او گفت: برای این کار، ما به یک ناوگان مداوم از نگهبانان فضایی در ارتفاعات فضا نیاز داریم. همانطور که ما معاینات سالانه را در پزشک خانواده انجام می دهیم، باید سلامت سیاره خود را نیز تشخیص دهیم.

ماهواره های آب و هوایی دقیقا چه کار می کنند؟

کلمه ‘ماهواره’ این روزها بسیار مورد استفاده قرار می گیرد، اما در اصطلاح اولیه، فقط به هر جسمی اطلاق می شود که برای زندگی در مدار سیاره ما فرستاده می شود تا یک وظیفه تعیین شده را انجام دهد. ما ماهواره‌های ارتباطی داریم که تلفن‌های همراهمان را کار می‌کنند، ماهواره‌های ناوبری برای ایجاد نقشه‌های گوگل، مسیرهای صحیح رانندگی را به ما می‌دهند و ماهواره‌های آزمایشی برای اهداف علمی محض، مانند این ماهواره‌ای که در حال حاضر فناوری بادبان‌های خورشیدی را آزمایش می‌کند.

در میان مهمانی ماهواره، ماهواره های اقلیمی هم داریم.

دیوید گفت: ناسا و دیگر آژانس‌های فضایی بین‌المللی با اکتشاف سیارات در منظومه شمسی و فراتر از آن، الهام‌بخش جهان هستند. اما تاثیر قابل توجهی که تحقیقات فضایی داشته است، درک بسیار بهتر از سیاره خودمان بوده است.

به عنوان مثال، ماهواره‌هایی با طیف‌سنج‌هایی وجود دارند که می‌توانند غلظت دی‌اکسید کربن را در جو ما نشان دهند، که مهم است زیرا کارشناسان نشان داده‌اند که سطح دی‌اکسید کربن اتمسفر عمدتاً به دلیل سوزاندن سوخت‌های فسیلی مانند زغال‌سنگ و نفت در حال افزایش است. همانطور که اداره ملی اقیانوسی و جوی ایالات متحده (NOAA) می گوید، دی اکسید کربن بیشتر در اتمسفر به معنای اثر گازهای گلخانه ای ‘سوپرشارژ’ است – و اثر گاز گلخانه ای سوپرشارژ به معنای افزایش دمای جهانی است. برای روشن بودن، چیزی به نام تغییر آب و هوا ‘طبیعی’ وجود دارد. اما، در حال حاضر، طبیعت محرک اصلی گرمایش جهانی نیست. همانطور که تحقیقات بارها و بارها نشان داده است، فعالیت های انسانی هستند.

علاوه بر این، ماهواره‌های زیادی مانند فضاپیمای لندست ناسا وجود دارند که می‌توانند تصاویری از چگونگی کاهش اندازه جنگل‌ها به دست بیاورند، زیرا صنایع آن‌ها را خرد می‌کنند تا فضا را برای سرمایه‌گذاری‌های تجاری باز کنند. تصویربرداری همچنین می تواند به ردیابی مواردی مانند تغییر زیستگاه حیوانات، مهاجرت اجباری حیات وحش و کاهش عرضه غذا برای گونه های خاص کمک کند. همچنین فضاپیماهایی با لیزر وجود دارند که می توانند به اندازه گیری سرعت ذوب شدن کلاهک یخ کمک کنند. برخی دیگر رادارهای دهانه مصنوعی دارند که نشان می دهد سیاره ما چگونه به زمین لرزه ها واکنش نشان می دهد، که می تواند با گرم شدن زمین فرکانس آنها افزایش یابد.

دیوید می‌گوید: با ۱۰ سال کار در ناسا، تعداد زیادی مشاهدات از راه دور را دیده‌ام که واقعاً به من برای تأمل درنگ کرده است. باورنکردنی ترین، برای من، گرانش سنجی است.

گرانش سنجی ماهواره ای به دانشمندان کمک می کند تا تأثیر گرانشی زمین و مهمتر از همه، تغییرات ظریف در میدان گرانشی سیاره ما را اندازه گیری کنند. از آنجایی که نیروی گرانش مستقیماً با اجسام دارای جرم همبستگی دارد، این بدان معناست که این تکنیک می‌تواند دقیقاً زمان از بین رفتن توده یخ، چگونگی افزایش اقیانوس‌ها و حتی نوسانات موجود در آب زیرزمینی را اندازه‌گیری کند. دیوید گفت: ماهواره‌ها می‌توانند آنچه را که ما نمی‌توانیم با چشمان خود ببینیم: تغییراتی در ذخیره‌سازی عمیق آب زیرزمینی که ما را ملزم به حفاری عمیق در زمین می‌کند تا شاهد آن باشیم.

‘این فقط ذهن آور است.’

آینده زمین آینده ماست

لیست ادامه دارد – و این چیز خوبی است. داشتن داده‌های بسیار به دانشمندان اجازه می‌دهد تا بررسی‌های لازم را انجام دهند و شواهد گسترده‌ای را برای افراد صاحب قدرت جمع‌آوری کنند تا قبل از تصمیم‌گیری‌های تأثیرگذار بر آب‌وهوا مطالعه کنند. در طول جلسات بزرگ آب و هوا – کنفرانس های COP احتمالاً شناخته شده ترین هستند – که شواهدی را می توان به عنوان بخشی از یک پرونده برای تغییر به مقامات ارائه کرد. بدون اطلاعات، ارتباط آسان نیست.

اما اغلب، داده های ماهواره ای در کوتاه مدت نیز کاربردی هستند.

به عنوان مثال، ناظران طوفان به هواشناسان کمک می‌کنند تا پیش‌بینی کنند طوفان‌ها کجا می‌بارند – این کار بسیار مهم است، زیرا شدت و فرکانس این طوفان‌ها با گرم شدن آب و هوا افزایش می‌یابد – و ردیاب‌های انتشار متان می‌توانند دقیقاً مکان‌های کانونی گازهای گلخانه‌ای را شناسایی کنند. واقع شده اند.

دیوید همچنین اشاره می‌کند که در گزارشی در سال ۱۳۹۶، آکادمی‌های ملی ایالات متحده به ناسا توصیه کرد که مجموعه‌ای از فضاپیماها را بسازد که با هم رصدخانه سیستم زمین یا ESO را تشکیل دهند. او توضیح می دهد که این رصدخانه وظیفه دارد حرکات جو سیاره ما، تولید باران، فراز و نشیب قاره ها و ادامه حرکت توده ها در سراسر جهان را حس کند.

با این حال، هنوز کارهای بیشتری وجود دارد که می توان انجام داد.

او گفت: ‘یک چالش بزرگ هنوز باقی مانده است: اندازه گیری دقیق برف های ما از فضا. تعیین کمیت برف بسیار دشوار است؛ ما می توانیم منطقه ای را که پوشانده است ببینیم، اما هنوز هم دشوار است که عمق آن را درک کنیم و چقدر متراکم است.’ . با توجه به اینکه بسیاری از مناطق – از جمله کالیفرنیا، جایی که من زندگی می کنم – که ذوب برف منبع اصلی آب شیرین است، ارتقاء درک ما از برف در مناطقی که دسترسی به آنها دشوار است ضروری است.

دیوید معتقد است که همه این اطلاعات ‘کاملا ضروری’ هستند. اما من از او خواستم که یکی از مفیدترین نوع داده‌های ماهواره‌ای را برای ایجاد راه‌حل‌های ممکن برای تغییر آب و هوا انتخاب کند. او ارتفاع سنجی راداری را انتخاب کرد.

او گفت: «ما از سال ۱۳۷۰ مجموعه‌ای از ماهواره‌های ارتفاع‌سنجی راداری داشته‌ایم که در اطراف زمین ما در حال چرخش هستند و به ما امکان می‌دهند چیزهای غیرقابل انکاری را ببینیم: اقیانوس‌ها در حال افزایش دائمی هستند. منحنی‌های ۳۰ ساله افزایش سطح دریا شواهدی غیرقابل انکار است که آب و هوای ما در حال تغییر است.»

به عبارت دیگر، ما یک جریان پیوسته از داده ها داریم که بارها و بارها و بارها همین را به ما می گویند: آب و هوای زمین در حال تغییر است، و این به خاطر انسان هایی است که در آن پراکنده شده اند. این نوع داده ها هستند که باید پاسخ ما را دیکته کنند.

دیوید گفت: «همانطور که ما به کاوش در جهان خود و الهام بخشیدن به مردم ادامه می‌دهیم، دائماً به ما یادآوری می‌شود که تا کنون، تنها جایی که در آن زندگی پیدا کرده‌ایم، همین روی زمین است. ما می‌توانیم به دنبال طرح B باشیم، اما تا کنون، تنها پلان A وجود دارد: سیاره خودمان.»