NASA将在2022年发射四个地球科学任务 监测我们不断变化的星球

美国宇航局(NASA)将在2022年发射四个新的地球科学任务,为科学家提供更多关于基本气候系统和过程的信息,包括极端风暴、地表水和海洋以及大气尘埃。科学家们将在12月13日至17日在新奥尔良举行的美国地球物理学会(AGU)2021年秋季会议上讨论即将开展的任务。这些任务,包括由该机构的喷气推进实验室领导的两项任务,将有助于监测我们不断变化的地球。

NASA将在2022年发射四个地球科学任务 监测我们不断变化的星球

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NASA的地球观测卫星提供了关于地球相互关联的环境的高质量数据,从空气质量到海冰。这四项任务将增强监测我们不断变化的星球的能力:

  • TROPICS将使用六颗小型卫星来提供改进的和快速的热带气旋观测。
  • EMIT将利用国际空间站上的成像光谱仪追踪可能影响气候、生态系统、空气质量和人类健康的矿物灰尘的来源和组成。
  • NOAA的JPSS-2将帮助科学家预测极端天气状况,包括洪水、野火、火山等等。
  • SWOT将评估世界上的海洋及其在气候变化中的作用,并监测湖泊、河流和其他地表水。

观测热带气旋

用小型卫星星座对降水结构和风暴强度进行时间分辨观测(TROPICS)。

NASA的TROPICS任务旨在改善对热带气旋的观测:六颗TROPICS卫星将协同工作,以最快的速度每50分钟对风暴的降水、温度和湿度进行微波观测。科学家们期望这些数据将帮助他们了解驱动热带气旋增强的因素,并将有助于天气预报模型。

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2021年6月,该星座的第一颗“探路者”卫星(或概念验证卫星)开始收集数据,包括2021年8月的飓风艾达,这显示了这些小型卫星的前景。TROPICS卫星将在三次不同的发射中成对部署,预计将在2022年7月31日之前完成。

每颗卫星大约有一个面包的大小,携带一个小型化的微波辐射仪。它们在三个不同的轨道上成对飞行,将比目前进行类似测量的气象卫星更频繁地集体观测地球表面,大大增加了可用于近实时天气预报的数据。

TROPICS团队由麻省理工学院列克星敦林肯实验室的首席研究员威廉-布莱克韦尔博士领导,包括来自NASA、美国国家海洋和大气管理局(NOAA)以及一些大学和商业伙伴的研究人员。位于佛罗里达州肯尼迪航天中心的NASA发射服务项目将管理发射服务。

“这个项目最酷的部分是它对帮助社会的影响,”布莱克威尔说。“这些风暴影响了很多人。TROPICS提供的更高频率的观测有可能支持天气预报,这可能有助于人们更快到达安全地带。”

风从地球的干旱地区吹起尘埃,并将矿物颗粒带到世界各地。尘埃可以影响辐射强迫–或从太阳射向地球的能量与地球反射回太空的能量之间的平衡–从而影响地球表面和大气的温度。颜色较深、含铁的矿物倾向于吸收能量,导致环境变热,而颜色较亮、含粘土的颗粒则散射光线,可能导致冷却。除了影响区域和全球的大气变暖外,灰尘还可能影响空气质量和全世界人民的健康,当沉积在海洋中时,还可能引发微观藻类的繁殖。

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地表矿物尘埃源调查 (EMIT)

地表矿物尘埃源调查(EMIT)任务的目标是绘制尘埃的来源,并估计其组成,以便科学家能够更好地了解它如何影响地球。EMIT的目标是在2022年发射,主要任务为一年,将安装在国际空间站上。EMIT将使用一种被称为成像光谱仪的仪器,测量从下方表面反射的可见光和红外光。这些数据可以揭示尘埃中矿物的明显吸光特征,有助于确定其成分。

NASA喷气推进实验室的EMIT首席调查员罗伯特-格林博士说:“EMIT将填补我们对地球干旱地区的知识空白,并回答关于矿物尘埃如何与地球系统互动的关键问题。”

观测地球的风暴

联合极地卫星系统(JPSS)

提前许多天预测极端风暴需要捕捉我们大气层中的温度和湿度以及海洋表面温度的精确测量。NOAA/NASA联合极地卫星系统的卫星提供了这些关键数据,这些数据被预报员和第一反应者使用。这些卫星还告诉我们洪水、野火、火山、烟雾、沙尘暴和海冰的情况。

JPSS项目科学顾问Satya Kalluri博士说:“JPSS卫星是全球数值天气预测骨干的重要组成部分。”

JPSS卫星从北极到南极环绕地球,在飞行中获取数据和图像。当地球在这些卫星下旋转时,它们每天至少要观察地球的每一个部分。

Suomi-NPP和NOAA-20卫星目前正在轨道上。JPSS-2卫星的目标是在2022年从加利福尼亚的范登堡空军基地用联合发射联盟的Atlas V火箭发射。还有三颗卫星将在未来几年内发射,提供数据到2030年代。位于佛罗里达州肯尼迪航天中心的美国宇航局发射服务项目将管理发射服务。

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勘测地球的地表水和海洋

地表水和海洋地形学(SWOT)

地表水和海洋地形学(SWOT)任务将帮助研究人员确定地球的海洋、湖泊和河流含有多少水。这将有助于科学家了解气候变化对淡水的影响以及海洋吸收多余热量和二氧化碳等温室气体的能力。

位于佛罗里达州肯尼迪航天中心的NASA发射服务项目将管理发射服务,目标是在2022年11月发射。SWOT将由SpaceX的猎鹰9号火箭从加利福尼亚的范登堡空军基地发射。

这颗SUV大小的卫星将使用其Ka波段雷达干涉仪测量水的高度,这种新仪器将雷达脉冲弹出水面,并同时用两个不同的天线接收返回信号。这种测量技术使科学家能够精确地计算出水的高度。这些数据将有助于追踪海平面的区域变化,监测河流流量的变化和湖泊储水量的多少,以及确定世界各地的社区有多少淡水可用等任务。

NASA喷气推进实验室的SWOT项目科学家Lee-Lueng Fu博士说:“SWOT将解决海洋在我们不断变化的天气和气候中的主导作用以及对陆地上淡水供应的影响。”

这项任务是NASA和法国国家空间研究中心之间的合作,加拿大航天局和英国航天局也有贡献。

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