ما تكشفه خطورة الأرض حول تغير المناخ


في 17 مارس 2002 ، تم إطلاق الثنائي الألماني GRACE (استعادة الجاذبية وتجربة المناخ) لتخطيط مجال الجاذبية العالمي بدقة غير مسبوقة. بعد كل شيء ، استغرقت المهمة 15 عامًا - أكثر من ثلاثة أضعاف المدة المتوقعة. عندما احترق القمران في الغلاف الجوي للأرض في نهاية عام 2017 وبداية عام 2018 ، على التوالي ، سجلوا حقل الجاذبية للأرض وتغيراته بمرور الوقت في أكثر من 160 شهرًا.


إن ما يسمى بقياس الأقمار الصناعية المُحلل بالزمن يجعل من الممكن ، من بين أشياء أخرى ، مراقبة دورة المياه الأرضية ، والتوازن الشامل للصفائح الجليدية والأنهار الجليدية أو تغير مستوى سطح البحر ، وبالتالي فهم آليات نظام المناخ العالمي بشكل أفضل لتقييم الاتجاهات المناخية المهمة بشكل أكثر دقة والتنبؤ بالعواقب المحتملة.



مراجعة في مجلة Nature Climate Change ، قام فيها فرانك فليتشنر وكريستوف ريبر وكريستوف داهل وهينريك دوبسلو من مركز هيلمهولتز بوتسدام الألماني لبحوث الجيولوجيا GFZ و Ingo Sasgen من معهد ألفريد فيجنر ومركز هيلمهولتز للبحوث القطبية والبحرية ( شارك (AWI) ، يقدم الآن نقاط بارزة في مجال أبحاث المناخ استنادًا إلى ملاحظات GRACE.



صفائح الجليد والأنهار الجليدية



أنتجت GRACE أول قياس مباشر لفقدان كتلة الجليد من الصفائح الجليدية والأنهار الجليدية على الإطلاق. في السابق ، كان من الممكن فقط تقدير الجماهير وتغييراتها باستخدام طرق غير مباشرة. خلال العامين الأولين من المهمة ، كان من الممكن بالفعل ملاحظة إشارات واضحة لفقدان كتلة الجليد في غرينلاند وأنتاركتيكا. أظهرت البيانات المقاسة أن 60 في المائة من إجمالي فقد الكتلة يرجع إلى زيادة إنتاج الذوبان استجابة لاتجاهات الاحترار في القطب الشمالي ، في حين يرجع 40 في المائة إلى زيادة تدفق الجليد إلى المحيط. وفقًا لبيانات GRACE ، فقدت غرينلاند بين أبريل 2002 ويونيو 2017 حوالي 260 مليار طن من الجليد سنويًا ، والقارة القطبية الجنوبية حوالي 140 مليار طن. بالإضافة إلى الاتجاهات طويلة الأجل ، توفر بيانات مجال الجاذبية أيضًا دليلًا على الآثار المباشرة لظواهر المناخ العالمي مثل "ظاهرة النينيو"



تخزين المياه الأرضية



كان من بين أكثر المساهمات تأثيراً في مهمة GRACE الكشف عن مشهد المياه العذبة المتغير للأرض ، والذي له آثار عميقة على المياه والغذاء والأمن البشري. تشير التقديرات العالمية لاتجاهات GRACE إلى زيادة تخزين المياه في خطوط العرض العالية والمنخفضة ، مع انخفاض التخزين في خطوط العرض الوسطى. على الرغم من أن سجل GRACE قصير نسبياً ، إلا أن هذه الملاحظة للتغيرات الواسعة النطاق في الدورة الهيدرولوجية العالمية كانت تأكيدًا مبكرًا مهمًا للتغيرات التي تنبأت بها نماذج المناخ خلال القرن الحادي والعشرين.



تساعد بيانات GRACE أيضًا في تحليل وتقييم مستوى سطح البحر بشكل أكثر دقة ، حيث يرتبط تخزين المياه العذبة على الأرض بمستوى سطح البحر بواسطة آليات مختلفة. أتاحت تحليلات بيانات GRACE أول تقديرات على الإطلاق لتغيرات تخزين المياه الجوفية من الفضاء. وتؤكد المعدلات المفرطة لنضوب المياه الجوفية من طبقات المياه الجوفية الفردية في جميع أنحاء العالم. كما ساهمت البيانات المتعلقة بتخزين المياه الأرضية في التحقق من صحة ومقارنة نماذج المناخ المختلفة.



تغير مستوى سطح البحر وديناميات المحيط



خلال هذا القرن ، يمكن أن يرتفع ارتفاع مستوى سطح البحر إلى 10 ملليمترات في السنة - وهو معدل لم يسبق له مثيل خلال 5000 سنة الماضية ، ونتيجة عميقة ومباشرة لمناخ الاحترار. كانت قياسات مستوى سطح البحر عالية الدقة متاحة منذ أوائل التسعينيات ولكنها لا تظهر سوى التغير المطلق في مستوى سطح البحر. في 25 سنة بين عامي 1993 و 2017 ، ارتفع مستوى سطح البحر بمعدل 3.1 ملليمتر في السنة. لمعرفة كيف يؤثر التمدد الحراري ، ذوبان الجليد وتدفق المياه القاري على مستوى سطح البحر ، من الضروري دراسة توزيع كتلة الماء. أظهر GRACE أن 2.5 ملليمتر من متوسط ​​الارتفاع السنوي في مستوى سطح البحر البالغ 3.8 ملليمتر بين عامي 2005 و 2017 سببه تدفق المياه أو الكتلة الأخرى و 1.1 ملليمتر بسبب التمدد الحراري للمياه. يعد حل هذا التكوين مهمًا بالنسبة لتوقعات مستوى سطح البحر. توفر بيانات GRACE قيدًا على تغير كتلة المحيط ، وبالتالي بشكل غير مباشر على اختلال توازن طاقة الأرض ، وهو مقياس عالمي أساسي لتغير المناخ. لقد أظهرت GRACE أن معظم الاحترار الناجم عن ارتفاع درجة الحرارة يحدث في الجزء العلوي من 2000 متر من المحيطات ، والتي تعد أهم أحواض الطاقة لتغير المناخ. يساهم GRACE أيضًا في فهم أفضل لديناميات التيارات المحيطية وتأثيرها ، لا سيما بالنسبة للمحيط المتجمد الشمالي. التي هي أهم المصارف الطاقة لتغير المناخ. يساهم GRACE أيضًا في فهم أفضل لديناميات التيارات المحيطية وتأثيرها ، لا سيما بالنسبة للمحيط المتجمد الشمالي. التي هي أهم المصارف الطاقة لتغير المناخ. يساهم GRACE أيضًا في فهم أفضل لديناميات التيارات المحيطية وتأثيرها ، لا سيما بالنسبة للمحيط المتجمد الشمالي.



تطبيقات الخدمة المناخية



تساعد بيانات حقل الجاذبية للأقمار الصناعية GRACE على تحسين مراقب الجفاف بالولايات المتحدة. هذا يساعد السلطات الأمريكية على الاستجابة للجفاف في الوقت المناسب وبطريقة معقولة. مع EGSIEM (خدمة الجاذبية الأوروبية لتحسين إدارة الطوارئ) ، قام الاتحاد الأوروبي بترويج خدمة مصممة لتحديد مخاطر الفيضانات الإقليمية في أقرب وقت ممكن. بين نيسان (أبريل) وحزيران (يونيو) 2017 ، تم إجراء اختبار ببيانات الفيضان التاريخية ، مما يدل على أن مؤشرات البلل لأحواض الأنهار الكبيرة التي تحددها GRACE يمكنها تحسين التوقعات ، على سبيل المثال بالنسبة إلى المسيسيبي أو نهر الدانوب. تظهر النتائج الحالية أيضًا أنه يمكن استخدام بيانات GRACE للتنبؤ بدقة أكبر بمخاطر الحرائق الموسمية.



تدير GFZ مهمة GRACE مع مركز الفضاء الألماني (DLR) وعلى الجانب الأمريكي مع مختبر الدفع النفاث التابع لناسا (JPL). في مايو 2018 ، تم إطلاق مهمة المتابعة GRACE Follow-on (GRACE-FO). يجب أن تكون خرائط حقل الجاذبية الشهرية الأولى متاحة للمستخدمين الدوليين بحلول نهاية يوليو من هذا العام. صعوبات غير متوقعة تؤخر تقديم المنتجات. "السبب هو فشل وحدة التحكم على القمر الصناعي الثاني GRACE-FO" ، كما أوضح فرانك فليختنر من GFZ. "هذا جعل من الضروري التبديل إلى وحدة الاستبدال المثبتة لمثل هذه السيناريوهات. ولكن الآن ، مع GRACE-FO ، أصبح تسجيل التغييرات في الكتلة على مدار أكثر من عقدين في متناول يدك." (الدالة الحامضية)



الخلفية: وزن الماء



كلما زادت كتلة جسم ما ، زادت جاذبيتها للجاذبية. على سبيل المثال ، تمارس جبال الألب سحبًا ثقاليًا أعلى من الأراضي المنخفضة في شمال ألمانيا. عندما تدور الأقمار الصناعية حول الأرض وتطير فوق منطقة ضخمة ، فإنها تتسارع إلى الحد الأدنى عند الاقتراب منها وتبطئ أثناء طيرانها بعيدًا.



يعتمد جزء صغير من الجاذبية المنبعثة من الأرض على المياه الموجودة على سطح الأرض أو بالقرب منه في المحيطات والأنهار والبحيرات والأنهار الجليدية وتحت الأرض. يتفاعل هذا الماء مع الفصول والعواصف والجفاف أو غيرها من آثار الطقس. استغل GRACE النزوح الجماعي للمياه عن طريق تسجيل تأثيره على الثنائي الساتلي الذي يدور حول كوكبنا على بعد 220 كيلومترًا على التوالي. تم استخدام الموجات الدقيقة لقياس المسافة. تغيرت هذه المسافة مع مرور الوقت بسبب التحول الشامل على الأرض. من البيانات ، قام الباحثون بعد ذلك بحساب خرائط شهرية للتغيرات الإقليمية في جاذبية الأرض والتغيرات السببية في الكتل على السطح.

شارك المقالة عبر:

اترك تعليقا:

اعلانك هنا

الاكتر شيوعا

Wikipedia

نتائج البحث

نموذج الاتصال

الاسم

بريد إلكتروني *

رسالة *

إجمالي مرات مشاهدة الصفحة

المشاركات الشائعة