University of Texas i Austin team som ledde ett tvilling -satellitsystem som lanserades 2002 för att ta detaljerade mätningar av jorden, kallade Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE), rapporter i det senaste numret av tidskriften Naturens klimatförändringar om de bidrag som deras nästan två decennier av data har bidragit till vår förståelse av globala klimatmönster.

Bland de många bidrag som GRACE har gjort:

• GRACE registrerade tre gånger massan av is som förlorats i polar- och bergsområdena sedan de första mätningarna började - en följd av den globala uppvärmningen.
• GRACE möjliggjorde ett mått på mängden värme som tillförs havet och platsen för den värme som förblir lagrad i havet. GRACE har lämnat detaljerade observationer, bekräftar att huvuddelen av uppvärmningen sker i de övre 2, 000 meter från haven.
• GRACE har observerat att av de 37 största landbaserade akvifererna, 13 har genomgått en kritisk massförlust. Denna förlust, på grund av både en klimatrelaterad effekt och en antropogen (mänskligt inducerad) effekt, dokumenterar den minskade tillgängligheten till ren, färskvattenförsörjning som livsmedel.
• Informationen som samlats in från GRACE ger viktig information för den federala byrån United States Drought Monitor och har belyst orsakerna till torka och utarmning av akvifer på platser över hela världen, från Indien till Kalifornien.

Avsedd att bara vara fem år i omloppsbana för en begränsad, experimentellt uppdrag att mäta små förändringar i jordens gravitationsfält, GRACE drivs i mer än 15 år och har gett en aldrig tidigare skådad inblick i våra globala vattenresurser, från mer exakta mätningar av polarisförlust till en bättre bild av havsströmmarna och stigningen i de globala havsnivåerna. Uppdraget var ett samarbete mellan NASA och German Aerospace Center och leddes av forskare vid Center for Space Research i UT:s Cockrell School of Engineering.

Genom att mäta förändringar i massa som orsakar avvikelser i tyngdkraftens dragkraft på jordens olika system - vattensystem, isflak, atmosfär, landrörelser och mer - satelliterna kan mäta små förändringar i jordsystemets interaktioner.

"Genom att övervaka de fysiska komponenterna i jordens dynamiska system som helhet, GRACE ger en tidsvariabel och holistisk översikt över hur våra hav, atmosfär och markytopografi interagerar, sa Byron Tapley, Clare Cockrell Williams Centennial Chair Emeritus vid Institutionen för rymdteknik och ingenjörsmekanik som etablerade Center for Space Research vid UT 1981 och som fungerade som huvudutredare för GRACE -uppdraget.

GRACE-uppdraget valdes ut som det första PI-ledda Earth System Pathfinder-uppdraget, med Tapley och Center for Space Research vid rodret, och det genomfördes under ett samarbete med NASA Jet Propulsion Laboratory och German Geodetic Institute i Potsdam. Uppdraget genomfördes under ett partnerskap mellan NASA och den tyska rymdorganisationen, men UT -fakultetsmedlemmar, forskare och studenter gjorde stora bidrag till konstruktionen, konceptutveckling och vetenskapliga dataanalyskomponenter i experimentet. Trots att det är en riskfylld satsning med minimal finansiering, GRACE-uppdraget överträffade alla förväntningar och fortsätter att tillhandahålla en paradigmskiftande uppsättning mätningar.

"Konceptet att använda de förändrade gravimetriska mönstren på jorden som ett sätt att förstå stora förändringar i jordsystemets interaktioner hade föreslagits tidigare, "Tapley sa." Men vi var de första som fick det att hända på en mätnivå som stödde behoven hos det mångsidiga jordvetenskapliga samhället. "

Nu när GRACE Follow-On-uppdraget, som Center for Space Research kommer att fortsätta att spela en roll i, har startat framgångsrikt, chansen att fortsätta GRACE -posten för en andra multidekadal mätning av förändringar i massa över jordsystemet är möjlig. Ingenjörer och forskare räknar med att det längre dataintervallet gör att de kan se en ännu tydligare bild av hur planetens klimatmönster beter sig över tiden.