Klimatsatelliter i dubbla skokartong kommer snart att studera två av de mest avlägsna regionerna på jorden:Arktis och Antarktis. NASA-uppdraget kommer att mäta mängden värme som planeten sänder ut i rymden från dessa polära områden – information som är nyckeln till att förstå balansen mellan energi som kommer in i och ut ur jorden och hur det påverkar planetens klimat.
Data från uppdraget Polar Radiant Energy in the Far-InfraRed Experiment (PREFIRE) kommer att bidra till att förbättra vår förståelse av växthuseffekten vid polerna – närmare bestämt kapaciteten hos vattenånga, moln och andra delar av jordens atmosfär att fånga värme och förhindra att den strålar ut i rymden. Forskare kommer att använda denna information för att uppdatera klimat- och ismodeller, vilket kommer att leda till bättre förutsägelser om hur havsnivån, vädret och snö- och istäcket sannolikt kommer att förändras i en värmande värld.
Var och en av PREFIREs kubsatelliter, eller CubeSats, kommer att använda en termisk infraröd spektrometer för att mäta värmen, i form av fjärrinfraröd energi, som strålas ut i rymden av jordens yta och atmosfär.
Här är fem saker att veta om detta lilla men mäktiga uppdrag:
CubeSats kommer att samla in data över polerna med hjälp av sensorer som är känsliga för 10 gånger fler infraröda våglängder än något liknande instrument. Information som samlats in av uppdraget kommer att främja vår förståelse av när och var polerna släpper värme i rymden, samt varför Arktis har värmts upp mer än 2,5 gånger snabbare än resten av planeten sedan 1970-talet.
Strax bortom den synliga delen av det elektromagnetiska spektrumet sitter det infraröda, ett spektrum av ljus med längre våglängder som kan kännas av som värme. I princip alla jordens värmeutsläpp sker vid infraröda våglängder mellan 4 och 100 mikrometer. I planetens kalla polarområden sker 60 % av värmeemissionerna vid långt infraröda våglängder (längre än 15 mikrometer). Forskare har relativt lite data om vilka delar av Arktis och Antarktis som avger denna värme. PREFIRE kommer att hjälpa till att ta itu med denna brist på kunskap, vilket ger forskare en bättre uppfattning om hur effektivt fjärrinfraröd värme avges av saker som snö och havsis, och hur moln påverkar mängden fjärrinfraröd strålning som strömmar ut i rymden.
Genom att fylla i luckor i vår kunskap om jordens energibudget kommer PREFIRE att skärpa vår förståelse för vad som driver förlusten av polaris på land och hav, och relaterade frågor om havsnivåhöjning. Detta kommer att hjälpa forskare att bättre förutsäga hur värmeutbytet mellan jorden och rymden kommer att förändras i framtiden, och hur dessa förändringar kommer att påverka saker som inlandssmältning, atmosfäriska temperaturer och globalt väder. PREFIRE-data kommer att vara tillgänglig för allmänheten via NASA:s Atmospheric Science Data Center.
PREFIRE CubeSats använder framsteg inom spektrometri för att mäta processer associerade med issmältning och isbildning, snösmältning och ackumulering och förändringar i molntäcke. En enda satellit som återbesöker samma region på jorden med flera dagar kan övervaka säsongsförändringar som forskare kan använda för att förbättra klimatmodellerna. Men att följa växelverkan mellan jordens yta och atmosfären, såsom mängden molntäcke som tillfälligt påverkar temperaturen i området under den, kräver mer frekventa mätningar. Två satelliter i asynkrona nära-polära banor – som passerar över en given plats på jorden vid olika tidpunkter och tittar på samma område inom några timmar från varandra – skulle kunna fånga några av dessa fenomen i kortare tidsskala.
NASA utvecklade PREFIRE med University of Wisconsin-Madison, inklusive teammedlemmar från universiteten i Michigan och Colorado. Uppdraget engagerar en mångfaldig grupp av grund- och doktorander, som utgör en betydande del av vetenskapsteamet.
Tillhandahålls av NASA
