过去十年地球科学有哪些重大发现,你会为美国航天局点赞吗?

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随着2019年即将竣事,新的十年即将到临,我们回首全球科学家揭示的全部重要地球科学。这是一个总结我们所学到的统统,并利用这些洞察力更好地理解和可靠地预测我们的星球在未来几十年中的许多变化方式的途径。

过去十年地球科学有哪些重大发现,你会为美国航天局点赞吗?

我们的星球是一个相互关联的体系,每一个新的发现都会带来新的理解和新的探索途径。我们的气候正在发生变化,各个国家的宇航局的航天器和科学在过去十年中从许多角度和角度对其举行了研究。以下是美国宇航局太空船在过去十年里所取得的科学成就,以及未来几十年里需要研究的重要课题。


过去十年地球科学有哪些重大发现,你会为美国航天局点赞吗?

2012年:北极海冰成为卫星时代最小范围

2012年,北极海冰覆盖达到了迄今为止从太空观测到的最小点,此后几年,科学家们观察到冰盖进一步缩小。对海冰丧失的研究为气候变化引发的反馈循环带来了新的看法。过去,北极的海冰覆盖保护了这个地域免受气候变暖的影响。由于冰的外貌比暗中的海洋豁亮得多,所以它反射的光和热更多。随着冰层的消散,海洋如今吸收了热量,加快了北极地域的变暖。

这种海冰丧失也被发现影响海冰的均匀年事,一连多年的季候性覆盖越来越少。如今,许多多年冰已经消散,冰厚度和年事的进一步变化将更加缓慢,由于如今大部门海冰是季候性的,随着夏日融化。在未来几年,继续从空中和太空平台监测北极海冰,对于了解该地域气候变化的影响至关重要。

2013年:地球单日二氧化碳含量初次突破400 ppm

2013年5月,全球均匀二氧化碳浓度突破百万分之400的程度,此后继续上升。在2017,年最低CO2浓度也达到400 ppm程度,进一步巩固了跟踪大气中二氧化碳程度的重要性。像轨道碳观测站2(OCO-2)这样的卫星使命已经增长了对大气CO2的天基全球测量,其精度、分辨率和覆盖范围都需要在区域尺度上表征源和汇(通量)。轨道碳观测站3号(OCO-3)于2019年发射升空,以扩大OCO-2的视野,将其仪器重点放在大城市。

当OCO-2和OCO-3不研究二氧化碳时,他们仍旧在努力测量植物生长。OCO-2科学小组发现,他们的仪器也可以用来跟踪植物光相助用时发出的微量辉光,并且不停在与该项目标其他科学目标一起研究植物的健康和压力

2019年:臭氧洞是发现以来有记载以来最小的


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形貌:2019年的臭氧空洞在9月8日达到了630万平方英里(1640万平方公里)的峰值。今年南极上空高层大气的异

美国宇航局自初次发现臭氧空洞以来不停在对其举行一连研究,2019年已显示出迄今为止最小的空洞。通常,它长到800万平方英里的大小,但在过去的一年里,它的最大值是630万英里。虽然这对臭氧层空洞来说是个好消息,但它并不是完全由从签署《关于斲丧臭氧层物质的蒙特利尔议定书》开始的修复造成的。由于没有其他体系在起作用,在1987年被禁止利用后,大气中氟氯烃(CFCs)的镌汰将导致臭氧空洞达到2070年左右的过去程度。

南极的臭氧空洞形成于南半球的深冬,由于返回的太阳光开始斲丧臭氧层。这些反应涉及化学活性形式的氯和溴,这些形式的氯和溴来自于人造化合物。导致它们形成的化学反应包罗发生在云粒子外貌的化学反应,这些云粒子形成于严寒的平流层层,最终导致粉碎臭氧分子的失控反应。在较暖的温度下,形成的极地平流层云团较少,一连时间也不长,从而限制了臭氧斲丧过程。

较小的空洞部门是由于大气中氟氯化碳的镌汰,但也由于温度的升高。在较暖的温度下,形成的极地平流层云团较少,而且不会一连太久,从而限制了臭氧斲丧过程。

美国宇航局和美国国家海洋和大气管理局(NOAA)以互补的方法研究臭氧空洞。美国宇航局的三颗卫星从太空测量臭氧,Aura的微波肢体探测仪估计大气中的氯含量。与此同时,美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的工作人员从地面发射了携带臭氧测量仪器的气象气球,提供了另一组数据与天基记载配对。

这两个机构将在未来几年继续研究臭氧空洞及其如何受到气候变化的影响。

2019年:卫星数据记载显示气候变化对火警的影响


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上图显示了Terra和Aqua MODIS在2019年8月15日至22日期间在巴西观测到的活跃火警探测。大火的位置,用橙色显示,已经覆盖在VIIRS获取的夜间图像上。在这些数据中,城镇呈现白色;森林地域呈现黑色;热带草原和林地(巴西称为塞拉多)呈现灰色。请注意,巴西帕拉州和亚马孙州的火警探测会合在BR-163和BR-230公路沿线的地带。

从2015年的一项研究显示,火警季候正在变长,到卫星记载显示来自太空的雷同影响,越来越清楚,火警季候越长、越猛烈也是气候变化的影响。过去20年的卫星记载显示,在气温上升和睦候干燥的地方,火警活动有大规模增长的趋势。干燥的气候导致植物死亡和干枯时燃烧燃料的增长。此外,夜间较暖的温度会导致火警一连数天,较冷的温度可能会抑制火警并阻止其急剧伸张。

美国航天局正在继续研究来自太空的火警观测,并已经展开了空中和地面的地球探险,如FIREX-AQ,以进一步研究更频仍的火警对我们星球和人类健康的影响。

2019年:格雷斯展示了中西部大水的分量


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2019年5月,由于美洲中西部大水泛滥,北美的质量几乎完全高于长期均匀程度,径流使大湖区达到创纪录程度。

2019年5月,在履历了密西西比河流域有史以来最湿润的12个月之后,该地域承受的水量比均匀值多8至12英寸(200至300毫米)。美国航天局于2018年5月发射的重力恢复和睦候实验后续使命(GRACE-FO)的最新数据显示,该流域的蓄水量有所增长,向东延伸至大湖区四周。

GRACE-FO是GRACE的后续使命,它创建了一个跟踪水团活动、研究大水、干旱和冰融化的15年数据记载。格蕾丝的一些发现包罗测量格陵兰岛和南极冰原的融化。从2002年4月到2009年3月(7年)格陵兰岛的质量丧失趋势是-219亿吨/年(Gt/yr)。从2009年到2016年,格陵兰岛未来7年的质量丧失趋势是-319 Gt/年。南极洲的融化程度较小,但有一个更明显的加快发生。同样的七年,从2002年到2009年,南极洲的趋势是-73 Gt/年。然后,从2009年到2016年,趋势是-165 Gt/年。

"格蕾丝-佛"号双宇宙飞船被用来测量整个地球上的水质量变化,为科学家、决议者和资源管理者提供了一个精确的测量方法,不仅在地球外貌,而且在泥土层和地下蓄水层中都能测量到保留了多少水。监测这些变化提供了地球气候的独特视角,对人类有着深远的利益,例如了解大水和干旱的可能性和结果。

随着全球气候的变化,GRACE-FO的一连研究将在未来十年内发挥重要作用,帮助科学家监测全球水的活动。

2020年及以后:即将执行的使命


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美国宇航局的地球科学计划正在不停发展,目前正在建造许多使命。在众多正在开发的使命中,有两项使命需要密切关注:地表水和地形(SWOT)使命和NASA-ISRO合成孔径雷达(NISAR)使命,这两项使命都将在未来几年内发射。每一个正在开发的新使命都将为地球科学提供一个新的角度,并将有助于更好地理解控制我们星球的复杂和相互关联的体系。


来源:https://www.toutiao.com/a6781667042962440708/
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