Forskare har varit oroade över en lucka i satellitdata som användes för att övervaka massbalansförändringar av världens glaciärer. Med hjälp av alternativa data, en ny studie har hjälpt till att fylla tomrummet, skapa ett kontinuerligt rekord av hastigheter av glaciärreträtt runt om i världen sedan 2002 fram till idag. Det är viktigt att övervaka förändringar i massbalansen – nettoförändringarna i en glaciärs massa, efter att ha redovisat vinster från snöfall och förluster från smältning och kalvning av isberg – för att generera robusta förutsägelser om havsnivåhöjning.

Fjärranalys (som samlar in information om jorden utan att ta direktkontakt med den, genom satellit- och drönarbilder) har revolutionerat studiet av glaciärer. Satellituppdrag samlar in ett brett utbud av data om våra glaciärer och inlandsisar med hög upplösning och i stor skala. Som jämförelse, markmätningar före satellit är rumsligt grova, medan fysiska modeller ofta inte fångar lokala förändringar med tillräcklig precision. "Fjärranalys är det enda sättet att kartlägga glaciärer heltäckande med en enhetlig metod under de kommande åren, ", berättade studiens medförfattare Isabella Velicogna vid University of California Irvine till GlacierHub.

Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) är ett satellituppdrag som har varit användbart vid studiet av glaciärer. Det är ett gemensamt uppdrag av NASA och German Aerospace Center, lanserades 2002. Den kartlägger variationer i jordens gravitationsfält genom att ta mätningar av avståndet mellan två identiska satelliter separerade i polär omloppsbana, 500 km över jorden. GRACE-satelliter upptäcker modifieringar i gravitationsfältet som är ett resultat av förändringar i massa; de kan därför spåra förlusten av massa från världens glaciärer till haven med oöverträffad noggrannhet. GRACE-satelliter är extraordinära på det sätt de spårar varandra i perfekt omloppsbana, rör sig i en drag- och dragrörelse när de avleds av gravitationsfältet. Den lilla förskjutningen i avstånd mellan satelliterna när de slutför sin omloppsbana berättar exakta detaljer om massrörelser på jorden mellan varje minut.

GRACE-uppdraget avslutades i oktober 2017, efter att ha förlängt 12 år utöver den avsedda tjänsten. Den har följts av sin efterträdare, GRACE uppföljning, under 2018. GRACE-FO samlar in data på samma sätt som GRACE, med några små modifieringar. Även om GRACE-FO producerar data som matchar precisionen och upplösningen för det ursprungliga uppdraget, det fanns ett 11 månaders gap i data mellan de två uppdragen. Velicogna sa till GlacierHub "det här var ett stort bekymmer eftersom forskare var omedvetna om vad de hade missat under dessa 11 månader, speciellt för att glaciärer kan förändras mycket från ett år till ett annat." Även om långsiktiga trender är tydliga, det är detaljerna i årliga trender och regionala trender som forskare försökte avslöja under GRACEs inaktivitet.

Många studier av glaciärmassaförlust har använt GRACE-data över olika tidsserier (som denna 2019 studie av Wouters et al.), vilket gör det svårt att jämföra medelvärden från de olika studierna. Den nya studien av Velicogna och hennes kollegor är den första som använder fulltidsserierna av GRACE- och GRACE-FO-data. De åtgärdade datagapet genom att använda MERRA-2 omanalysdata, som tillgodogör sig olika observationsdata. Teamet beräknade att världens glaciärer och inlandsisar förlorade i genomsnitt 281,5 gigaton is per år, vilket motsvarar 13 mm kumulativ höjning av havsnivån. Alaska och det kanadensiska Arktis dominerade massförlusten, medan södra Anderna och High Mountain Asia kom trea respektive fjärde i termer av största förlorade massa per år. Isabella Velicogna berättade för GlacierHub att framgången med MERRA-2 "visar att omanalys och globala klimatmodeller har kommit långt och blir mer och mer tillförlitliga."

Att fylla tomrummet ger forskare ett nästan två decennium långt rekord av världens glaciärmassaförlust. Alex Gardner från NASA:s Jet Propulsion Laboratory betonade vikten av kontinuiteten i dessa data, berättar för GlacierHub, "Kontinuitet är det absolut viktigaste, bortom ingenjörens nyhet."

När vi talar om konsekvenserna av datagapet och ser bortom GRACE-FO, Gardner sa att uppnå långsiktigt, observationer i decenniumskala är viktiga. "Det finns mycket buller i systemet från kortsiktiga vädermönster, och vi måste minska detta buller" för att fånga trender i klimatet, han förklarade.

När det gäller att upprätthålla datakontinuiteten in i framtiden, Gardner sa till GlacierHub att "Så fort ett uppdrag lanseras, du måste börja förbereda dig för nästa." Diskussioner pågår vid NASA om vad som ska bli GRACE-2. Men "det är politiskt svårt, för så fort du har avslutat ett uppdrag ber du redan om mer, och du måste hitta medarbetare och fler finansieringskällor." han sa att "Tills vi har ett program av Copernicus-typ, vi kommer alltid att riskera luckor." Copernicus är det europeiska kontinuerliga jordobservationsprogrammet, som spänner över flera uppdrag från European Space Agency.

När det gäller NASA, han sa att det kommer att ta tid att uppnå en "kulturell förändring" mot datakontinuitet, eftersom NASA historiskt har motiverats av nyhet, innovation och tänjer på gränserna för ingenjörskonst. Gardner tror att denna attityd sakta förändras, dock, som andra inser värdet i kontinuitet.

Det är kanske oroande att även om attityder internt på NASA kan förändras, de från Trump-administrationen är det inte. Det har rapporterats att Trumps budget för 2021 kommer att minska med 11 procent till vetenskap och forskning som utförs vid NASA, med många andra stora vetenskapsbyråer som står inför liknande, om inte större, nedskärningar i anslagen. Prioriteringarna har konsekvent flyttats från klimatförändringsfokuserad forskning mot rymdutforskning och investeringar i tekniska framsteg för framtiden, såsom artificiell intelligens och kvantinformationsvetenskap. En toppagenda för Vita huset är att påskynda planerna för NASA:s Artemis-program, att landa nästa människor på månen till 2024. Trump-administrationen tillkännagav betydande utgiftshöjningar under flera år för att minska det ursprungliga 2028-målet för en månlandning med fyra år, till 2024.

Dessa aktiviteter visar värdet i både GRACE-satellitdata och MERRA-omanalysdata. Överenskommelsen mellan GRACE och MERRA över datagapet är en framgångssaga för framtida vetenskapsmän som inser vikten av konsekvens och enhetlighet i vetenskapen. Eftersom den fientliga miljön kring vetenskaplig finansiering kan leda till framtida dataluckor i våra satellitregister, studier som dessa som hittar rimliga alternativa datakällor kan bli ännu mer användbara och viktiga i framtiden.

Den här historien är återpublicerad med tillstånd av Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.