Die Laser von Satelliten zeigen Veränderungen in der Wasserbewegung der Erde

Um den Klimawandel und seine Auswirkungen auf Menschen, Tiere und Naturräume zu verstehen, muss die Erde als ganzes, miteinander verbundenes System untersucht werden. Insbesondere die Wasserbewegung 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 die Satelliten Gravity Recovery and Climate Experiment Follow-On (GRACE-FO) als Fortsetzung der GRACE-Mission zur Erforschung 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 gegenseitig ständig Signale per Mikrowelle und verfolgen die Position des anderen auf einen Mikrometer genau. In Gebieten mit hoher Masse ändert die geringfügige Änderung der Anziehungskraft den Abstand zwischen den beiden Satelliten ganz 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. Die standardmäßigen GRACE-FO-Daten, die jeden Monat gemittelt werden, informieren die Wissenschaftler über die Bewegung dieses Wassers. Allerdings findet die Wasserbewegung nicht immer von Monat zu Monat statt. Die Position von Wassermassen 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 Forschern ermöglichen würde, höher aufgelöste Wasserbewegungsdaten zu erhalten. Die als Laser Ranging Interferometer (LRI) bezeichnete Technologie verwendet einen Laserstrahl anstelle von Mikrowellen, um die Entfernung zwischen den beiden Satelliten zu ermitteln. Diese Technik ermöglicht es den Satelliten, die Position des anderen innerhalb eines Nanometers 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 Wassermassen auf der ganzen Welt flogen, darunter das tiefe und sehr variable argentinische Becken, der Golf von Carpentaria und die Überschwemmungsgebiete und Flusskanäle des Amazonasbeckens. In allen drei Fällen zeigten die Forscher, dass die LRI-Daten die hochfrequente Ozeanvariabilität und die schnellen Schwankungen der Wassermasse eindeutig erfassten.

Diese neue Methode ermöglicht die Beobachtung hochfrequenter Massenänderungen im Erdsystem, die mit den standardmäßigen GRACE-FO-Monatsdaten nicht angemessen untersucht werden können, und erweitert somit „den Umfang geophysikalischer Anwendungen, die von GRACE-FO-Satellitendaten adressiert werden können “, so die Autoren.

Diese Geschichte wurde mit freundlicher Genehmigung von Eos, gehostet von der American Geophysical Union, neu veröffentlicht. Lesen Sie die OriginalgeschichteHier.