Satellitenlaser zeigen Veränderungen in der Wasserbewegung der Erde

Quelle: Journal of Geophysical Research: Feste Erde

Das Verständnis des Klimawandels und seiner Auswirkungen auf Menschen, Tiere und Naturräume erfordert die Untersuchung der Erde als Ganzes, eines vernetzten Systems. Insbesondere die Bewegung des Wassers auf der Erde ist ein Prozess, der alles vom globalen Klima bis zu den kleinsten Lebensräumen beeinflusst.

2018 starteten die NASA und das Deutsche GeoForschungsZentrum GFZ das Gravity Recovery and Climate Experiment Follow-On (GRACE-FO)-Satelliten als Erweiterung der GRACE-Mission zur Untersuchung der Bewegung des Wassers auf der Erde. Die beiden Satelliten umkreisen die Erde in einem konstanten Abstand voneinander, in diesem Fall etwa 200 Kilometer (124 Meilen). Die Satelliten senden sich ständig Mikrowellensignale und verfolgen ihre Position im Mikrometerbereich. In Gebieten mit hoher Masse ändert die geringfügige Änderung der Anziehungskraft den Abstand zwischen den beiden Satelliten nur geringfügig. Mit dieser Abstandsänderung können Wissenschaftler die Anziehungskraft berechnen.

In diesen Gebieten mit hoher Masse befindet sich überschüssiges Wasser, z. B. im Ozean, in einer Eiskappe gefroren oder tief unter der Erde vergraben. Standard-GRACE-FO-Daten, die jeden Monat gemittelt werden, informieren Wissenschaftler über die Bewegung dieses Wassers. Die Wasserbewegung findet jedoch nicht immer von Monat zu Monat statt. Die Lage von Gewässern kann sich von Tag zu Tag oder in einigen Fällen von Minute zu Minute ändern.

Ghobadi-Far et al. ein neues Instrument auf den GRACE-FO-Satelliten testen, das es den Forschern ermöglichen würde, höher aufgelöste Wasserbewegungsdaten zu erhalten. Die Technologie, genannt Laserentfernungsinterferometer (LRI), verwendet einen Laserstrahl anstelle von Mikrowellen, um die Entfernung zwischen den beiden Satelliten zu ermitteln. Diese Technik ermöglicht es Satelliten, die Position des anderen auf den Nanometer genau zu verfolgen, was 1.000-mal genauer ist als die Verwendung von Mikrowellen.

Die Forscher analysierten LRI-Daten, die gesammelt wurden, als GRACE-FO-Satelliten über verschiedene sich schnell verändernde Wasserkörper auf der ganzen Welt flogen, einschließlich des tiefen und sehr variablen argentinischen Beckens, des Golfs von Carpentaria und der Überschwemmungsgebiete und Flusskanäle des Amazonasbeckens. In allen drei Fällen zeigten die Forscher, dass die LRI-Daten hochfrequente Ozeanschwankungen und schnelle Änderungen der Wassermasse eindeutig erkennen.

Diese neue Methode ermöglicht es, hochfrequente Massenänderungen im Erdsystem zu beobachten, die mit den monatlichen GRACE-FO-Standarddaten nicht ausreichend untersucht werden können, und erweitert somit “den Umfang geophysikalischer Anwendungen, die von GRACE-FO-Satelliten verarbeitet werden können Daten”. “, so die Autoren. (Journal of Geophysical Research: Feste Erde, https://doi.org/10.1029/2021JB0229832022)

—JoAnna Wendel, Wissenschaftsautorin

Zitieren: Wendel, J. (2022), Satellitenlaser zeigen Veränderungen in der Wasserbewegung der Erde, Eos, 103, https://doi.org/10.1029/2022EO220155. Gepostet am 22. März 2022.

Text © 2022. AGU. CC BY-NC-ND 3.0
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