Zum ersten Mal haben Wissenschaftler gezeigt, dass präzise Messungen des sich ändernden Schwerefelds der Erde Änderungen des Klimas und des Wetters des Planeten effektiv überwachen können.
Dieser Befund stammt aus Daten aus dem Gravity Recovery and Climate Experiment (Grace) von mehr als einem Jahr. Grace ist eine Partnerschaft zwischen der NASA und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt mit zwei Raumfahrzeugen.
Die in der Fachzeitschrift Science veröffentlichten Ergebnisse zeigen, dass monatliche Änderungen der Verteilung der Wasser- und Eismassen durch Messung der Änderungen des Schwerefelds der Erde geschätzt werden können. Die Grace-Daten maßen das Gewicht von bis zu 10 Zentimetern Grundwasseransammlungen aufgrund starker tropischer Regenfälle, insbesondere im Amazonasbecken und in Südostasien. Kleinere Signale, die durch Veränderungen der Ozeanzirkulation verursacht wurden, waren ebenfalls sichtbar.
Grace wurde im März 2002 gestartet und verfolgt Veränderungen im Schwerefeld der Erde. Grace spürt winzige Schwankungen der Anziehungskraft aufgrund lokaler Veränderungen der Erdmasse. Zu diesem Zweck misst Grace bis zu einem Hundertstel der Breite eines menschlichen Haares Änderungen in der Trennung zweier identischer Raumschiffe in derselben Umlaufbahn, die ungefähr 220 Kilometer voneinander entfernt sind.
Grace kartiert diese Variationen von Monat zu Monat, nachdem sich die Jahreszeiten, Wettermuster und der kurzfristige Klimawandel geändert haben. Das Verständnis, wie sich die Masse der Erde im Laufe der Zeit verändert, ist eine wichtige Komponente, um Veränderungen des globalen Meeresspiegels, der polaren Eismasse, der Strömungen in den tiefen Ozeanen sowie der Erschöpfung und Wiederaufladung kontinentaler Grundwasserleiter zu untersuchen.
Die monatlichen Grace-Karten sind bis zu 100-mal genauer als die vorhandenen und verbessern die Genauigkeit vieler Techniken, mit denen Ozeanographen, Hydrologen, Glaziologen, Geologen und andere Wissenschaftler Phänomene untersuchen, die das Klima beeinflussen.
"Messungen von Oberflächenwasser in großen, unzugänglichen Flusseinzugsgebieten waren schwierig zu erfassen, während unterirdische Grundwasserleiter und tiefe Meeresströmungen kaum zu messen waren", sagte Dr. Byron Tapley, Grace Principal Investigator am Center for Space Research der Universität von Texas in Austin, Texas. „Grace bietet uns ein leistungsstarkes neues Tool, mit dem wir verfolgen können, wie sich Wasser von einem Ort zum anderen bewegt und das Klima und das Wetter beeinflusst. Diese ersten Ergebnisse geben uns großes Vertrauen, dass Grace in den kommenden Jahren einen entscheidenden Beitrag zur Klimaforschung leisten wird “, fügte er hinzu.
"Die beispiellose Genauigkeit der Grace-Messungen eröffnet eine Reihe neuer wissenschaftlicher Perspektiven", sagte Dr. Christoph Reigber vom GeoForschungsZentrum Potsdam in Deutschland. "Die Beobachtung von Massenschwankungen über den Ozeanen wird dazu beitragen, jährliche Signale für langfristige Veränderungen des Meeresspiegels zu interpretieren, die zu einem wichtigen Indikator für den Klimawandel geworden sind", sagte Reigber.
Dr. Michael Watkins, Grace-Projektwissenschaftler am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien, sagte, die Ergebnisse seien die Geburtsstunde eines neuen Feldes der Fernerkundung. "In den letzten 20 Jahren haben wir primitive Messungen von Änderungen im Schwerefeld der Erde über Skalen von Tausenden von Kilometern durchgeführt. Dies ist jedoch das erste Mal, dass wir zeigen konnten, dass Schwerkraftmessungen für die Klimaüberwachung wirklich nützlich sein können." er sagte.
„Die Grace-Schwerkraftmessungen werden mit Wassermodellen kombiniert, um ein außergewöhnlich genaues Bild der Wasserverteilung rund um den Globus zu zeichnen. Zusammen mit anderen NASA-Raumfahrzeugen wird Grace Wissenschaftlern helfen, den globalen Wasserkreislauf und seine Veränderungen besser zu verstehen “, fügte Watkins hinzu.
Das Zentrum für Weltraumforschung der Universität von Texas trägt die Gesamtverantwortung für die Mission. Deutsche Missionselemente liegen in der Verantwortung des GeoForschungsZentrum Potsdam. Die Verarbeitung, Verteilung, Archivierung und Produktverifizierung wissenschaftlicher Daten erfolgt im Rahmen einer Kooperation zwischen JPL, der University of Texas und dem GeoForschungsZentrum Potsdam.
Weitere Informationen zu Grace im Internet finden Sie unter http://www.csr.utexas.edu/grace oder http://www.gfz-potsdam.de/grace. Informationen zu NASA-Programmen im Internet finden Sie unter http://www.nasa.gov.
Originalquelle: NASA / JPL-Pressemitteilung
