Studenter vid University of Iowa hjälper till att installera NASA NPOL -radarn som en del av IFloodS -programmet. Se orkanens sandiga bilder. Aneta Goska, Iowa Flood Center De flesta av oss tänker nog på NASA som att utforska månen och stjärnorna, inte den amerikanska Mellanvästern. Ändå, på en eftermiddag i juni 2013, som åska, blixtnedslag och ett kraftigt skyfall slog Iowa och västra Illinois, forskare från NASA:s IFloodS -program var på plats för att studera den kraftfulla stormen. Forskarna samlade in dataradarrätter, markfuktighetssensorer och regnmätare, som de sedan jämförde med data och bilder som samlats in av orbitalsatelliter som passerar över huvudet. Deras mål:Dubbelkontrollera uppskattningar av nederbörd baserat på satellitdata. Om de kan finjustera dessa beräkningar, de hoppas så småningom att kunna använda sina vädersatelliter för att upptäcka och ge en tidig varning om när mellanvästra floder kan flyta över deras stränder och orsaka översvämningar [källa:NASA].
Det arbetet kanske inte är så spektakulärt eller imponerande som, säga, plantera en amerikansk flagga på Mars. Men för människor som bor i områden som är utsatta för översvämningar, det kan visa sig vara mycket viktigare.
"Bland väderkatastroferna i USA, översvämningar är näst efter att värma i antalet dödsfall, och det är nummer ett i dollarns skadestånd, "Pedro Restrepo, hydrologen som ansvarar för National Weather Service North Central River Forecast Center, förklaras i ett pressmeddelande från NASA.
IFloodS -programmet är bara en del av NASA:s andra, mindre publicerat men extremt kritiskt uppdrag att försöka hitta sätt att skydda människor från olika naturkatastrofer på vår egen planet.
För detta ändamål, NASA spenderar mer än 1,8 miljarder dollar årligen på jordvetenskap - mer än det spenderar på att studera andra planeter [källa:NASA]. Byråns forskningsprogram inkluderar ansträngningar för att förutsäga jordbävningar, vulkanutbrott, skogsbränder och kraftiga stormar, och för att ge oss mer varning för att förbereda dem, till stor del genom att använda data som samlats in av satelliter från utsiktspunkten i orbitalrummet. Dessutom, NASAs Near Earth Object Program använder både jordbaserade och orbitala observatorier för att identifiera och spåra asteroider och kometer vars vägar för dem nära jorden-inklusive några som eventuellt kan slå in i vår planets yta och orsaka massiv förödelse och förlust av liv, eller möjligen till och med utlösa en våg av utrotningar [källa:NASA].
NASA:s ansträngningar att förutsäga olika naturkatastrofer är mestadels fortfarande i experimentellt utvecklingsstadium, så vi är förmodligen fortfarande år ifrån att byrån fungerar som en pålitlig seer. Som sagt, NASA -forskare har gjort några viktiga upptäckter och framsteg som en dag snart, kan låta oss alla på jorden andas lite lättare. Här är några av deras prognosförsök.
Innehåll
Aqua -satelliten har en serie sensorer som är speciellt utformade för att observera alla delar av jordens vattencykel, inklusive vatten på land, i haven, och i atmosfären. Reto Stöckli/NASA Om du bor i en kustregion där du är sårbar för orkaner, det finns två viktiga uppgifter du vill ha från väderprognoserna. Den första är vad orkanens väg kommer att vara, så att du vet om det kommer att träffa platsen där du bor. Det andra är hur kraftfull stormen kommer att bli.
Sedan början av 1990 -talet har meteorologer har väsentligt förbättrat deras förmåga att förutsäga vart stormar som utvecklas i havet är på väg. Men tyvärr, förmågan att förutsäga orkanernas intensitet har inte förbättrats i närheten av så mycket. Orsaken är att orkanernas kraft påverkas av en komplex uppsättning faktorer, både inuti stormsystemet och utanför det, från havets värmeinnehåll till omgivande miljöers relativa fuktighet. Att förstå allt detta från marken har varit ett ganska skrämmande jobb [källa:NASA].
Men det är där NASA kommer in. Dess orbitalsatelliter kan se helheten och samla enorma mängder data om orkaner uppifrån när de utvecklas. Genom att matcha dessa uppgifter till hur kraftfulla stormarna blir, de hoppas kunna ta reda på vilka faktorer som är de mest pålitliga indikatorerna på orkanintensitet], och hur man förutspår i vilken takt det utvecklas.
Redan, forskare från NASA:s Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien, och University of Hawaii i Manoa har gjort ett potentiellt viktigt genombrott. De har analyserat relativ luftfuktighetsdata från Atmospheric Infrared Sounder (AIRS) -instrumentet på NASA:s rymdsatellit Aqua för nästan 200 nordatlantiska orkaner mellan 2002 och 2010, och jämförde det med redan tillgänglig data om den maximala vind som dessa orkaner producerade. Forskarna fann att orkaner som snabbt intensifierades tenderade att utvecklas när deras omgivande miljö var fuktigare jämfört med miljöerna som gav svagare stormar [källa:NASA].
Under 2014, NASA planerar att lansera en ny uppsättning satelliter som kan ge väderprognoserna ännu mer hjälp att förutsäga orkanintensitet. Cyclone Global Navigation Satellite System (CYGNSS), utvecklad av ingenjörer vid University of Michigan, kommer att placera en konstellation av åtta små satelliter i en bana med låg jord. Satelliternas sensorer mäter olika egenskaper i havet och atmosfären, med syftet att komma med en mer exakt modell för hur tropiska cykloner bildas och hur de stärker [källa:Moore].
LIDAR -instrument mäter trädhöjden genom att studsa laserljus från trädkronan; de mäter också rörelser i jordskorporna. Robert Simmon/NASA Vulkanutbrott och jordbävningar har ett viktigt signaltecken gemensamt. När trycket i dem byggs upp innan de släpper loss sin ilska, de orsakar små deformationer i jordskorpan. Om forskare kunde upptäcka dessa subtila förändringar, de kanske kan förutse mer exakt när katastrofala utbrott och skalv kommer att inträffa.
NASA hoppas kunna hjälpa dem att göra det med deformationen, Ekosystemets struktur och isens dynamik, eller DESDynI, systemet, ett föreslaget par satelliter som preliminärt planeras att skjutas upp 2021. En av rymdfarkosterna skulle studsa radarsignaler från jordens yta, och använda dem för att mäta små förändringar i jordens yta över tid. Forskare tror att detta kommer att hjälpa dem att spåra potentiella vulkaner och jordbävningar [källor:Klotz, NASA].
Den andra DESDynI -satelliten skulle vara utrustad med ett system som heter LIDAR Surface Topography, som i princip kommer att studsa lasrar från jordens yta och mäta intervallet som krävs för att signalen ska reflekteras. LIDAR skulle på samma sätt hjälpa forskare att upptäcka subtila rörelser av jordskorpan, samt titta på förändringar i skogsbruksmönster [källa:National Academy of Sciences].
När en stor jordbävning inträffar offshore, det kan resultera i en gigantisk våg, eller tsunami, som kan översvämma ett kustområde med potentiellt enorma förluster av liv och egendom. Men eftersom varje jordbävning är unik, varje enskild tsunami uppvisar olika våglängder, våghöjder och riktning, vilket gör det svårt att förutse deras storlek. År 2010, NASA Jet Propulsion Laboratory -forskare Y. Tony Song presenterade en prototyp av ett nytt system för att bedöma jordbävningar och förutsäga storleken på resulterande tsunamier. Systemet använder data från NASA:s globala differentiella GPS -nätverk för att fånga data om rörelse i jordskorpan, vilka forskare, i tur och ordning, kan använda för att beräkna rörelsen på havsbotten och mängden energi som den lägger in i en tsunami [källa:Schmidt].
Under 2011, Song och Ohio State University professor C.K. Shum använde japansk GPS -data för att analysera den särskilt destruktiva tsunamin som genererades vid en jordbävning i norra Japan i mars 2011, och upptäckte att vågen faktiskt bestod av två olika vågfronter som gick samman och fördubblades i intensitet när de passerade över robusta åsar på havsbotten. Den kunskapen kan hjälpa prognosmakarna i framtiden att förutsäga liknande superkraftfulla vågor, och förhoppningsvis snabba evakueringar av kustområden [källa:NASA].
Aritists intryck av en katastrofal asteroid som träffar jorden. Continental Dynamics Workshop/NSF I februari 2013, en 18 meter lång, 11, 000 ton (12, 125 ton) meteor exploderade på himlen över den ryska staden Chelyabinsk, skada mer än 1, 200 personer [källa:Yeager]. Av en slump, samma dag, ett ännu större objekt-en asteroid som är hälften så stor som en fotbollsplan-passerade cirka 17, 200 mil (27, 680 kilometer) från jorden. Hade det slagit, det skulle ha exploderat med en kraft på cirka 2,4 miljoner ton (2,2 miljoner ton) dynamit, motsvarande hundratals A-bomber i Hiroshima-storlek [källa:Reuters].
Båda dessa rymdstenar, fastän, är små jämfört med några av de andra asteroiderna som rusar genom rymden. Och vi vet att om ett tillräckligt stort föremål slår in i vår planet, resultatet kan bli helvetet. För cirka 66 miljoner år sedan, ett objekt på 10 kilometer i diameter krossade in på Yucatanhalvön i Mexiko, utlöser en katastrof som dödade dinosaurierna och de flesta andra djur- och växtliv på jorden [källa:Reuters].
Det är därför att identifiera och spåra asteroider som kan våga sig i närheten av jorden är ett särskilt högprioriterat NASA-uppdrag. Målet med NASAs Near Earth Objects-program är att sammanställa en databas med nära jordobjekt och spåra deras rörelser [källa:Messier].
Asteroider består huvudsakligen av stenar och mineraler och bildas i det varmare inre solsystemet, mellan Mars och Jupiter. De är överblivna bitar från bildandet av Mars inre planeter, Jorden, Venus och Merkurius. Kometer , å andra sidan, består av vattenis och damm och bildas i det kallare yttre solsystemet. Kometer är rester från bildandet av Jupiters yttre planeter, Saturnus, Uranus och Neptunus. Kometer och asteroider som driver nära jorden (inom 28 miljoner miles eller 45 miljoner kilometer från jordens bana) anses vara nära jordobjekt [källa:NASA].
Att jaga efter dem, NASA har återanvänt en befintlig satellit, Wide-field Infrared Survey Explorer, eller WISE, lanserades ursprungligen 2009 för att söka efter avlägsna stjärnor och galaxer. NASA föreställer sig att WISE kommer att upptäcka cirka 150 tidigare okända nära-jordföremål och samla information om storleken och andra egenskaper hos cirka 2, 000 till [källa:NASA].
WISE och NEO -programmet kommer förhoppningsvis att ge NASA förhandsvarning om ett objekt på en kollisionskurs - och tid att genomföra en defensiv strategi, om det innebär att avleda asteroiden med gravitationstraktorer, sol segel eller annan framtida teknik, eller helt enkelt förstöra den med en kärnvapensprängning [källa:Messier]. Det kan hjälpa oss att undvika den värsta naturkatastrofen någonsin.
Jag är tacksam för NASA:s ansträngningar att förutsäga jordbävningar, eftersom jag upplevde några av dem redan när jag bodde i Kalifornien i slutet av 1980 -talet. Jag minns att jag väcktes en morgon av känslan av att jag vibrerade, och lyssna på billarm går på gatorna runt omkring mig. Tanken som gick igenom mitt huvud var, "Den stora slår, och jag har inga byxor på. "Lyckligtvis för ordens skull, det visade sig bara vara en medelstor skalv.
