Tidigare den här månaden, Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) publicerade sin senaste utvärderingsrapport som presenterar de ackumulerande bevisen för klimatkrisen. Rapporten identifierar jordobservationssatelliter som ett viktigt verktyg för att övervaka orsakerna och effekterna av klimatförändringar och erkänner direkt bidraget från ESA:s klimatförändringsinitiativ – ett forskningsprogram som bygger på observationer från flera satellituppdrag.

Det är den starkaste och mest betydelsefulla IPCC-rapporten hittills, inbegriper framsteg inom klimatobservationer, analysmetoder och modellering, och kommer att vara en viktig input till klimatförhandlingar och beslutsfattande.

Dras från 14 000 vetenskapliga publikationer, rapporten drar slutsatsen att "det är otvetydigt att mänskligt inflytande har värmt upp atmosfären, hav och land" och varnar för att tillståndsförändringarna i många delar av klimatsystemet är "oöverträffade under många århundraden till många tusen år."

Koldioxid är nu på den högsta nivån på minst två miljoner år, och varje ton bidrar till global uppvärmning. Detta orsakar omfattande och snabba förändringar i atmosfären, hav, kryosfär och biosfär.

I många kapitel, rapporten belyser det värdefulla bidrag som satelliter ger för att spåra förändringar och förbättra modeller för klimatförutsägelser. Nya och förbättrade observationsdataposter, som är längre sedan IPCC:s tidigare rapport 2013, stödja större förtroende för klimatbedömningar.

"Den senaste IPCC-rapporten visar tydligt värdet av ESA-program när det gäller att tillhandahålla evidensbas för att övervaka och förstå klimatförändringar." sa Josef Aschbacher, ESA:s generaldirektör. "Dessa hårda fakta är också mycket uppskattade av politiska beslutsfattare i Europa och globalt."

Rapporten erkänner uttryckligen ESA:s Climate Change Initiative (CCI), som stödjer vetenskapsteam att skapa långsiktiga datauppsättningar som sträcker sig upp till fyra decennier för viktiga aspekter av klimatet, känd som Essential Climate Variables.

Dessa variabler ligger till grund för "rubrikindikatorerna" för klimatövervakning. Femton forskare från ESA:s CCI-program arbetade som bidragande författare till rapporten, med fem ledande och koordinerande författarroller.

Havs is

Fjärranalys har revolutionerat vår kunskap om världens frusna områden, särskilt nära polerna där förhållandena gör ytobservationer svåra.

September Utbredningen av den arktiska havsisen fortsätter att minska på lång sikt – en trend som följts från rymden sedan 1979. Modellsimuleringar som visas i rapporten tillsammans med det satellitbaserade observationsdataset som stöds av ESA CCI förutspår att det arktiska havet kommer att vara praktiskt taget "isfritt" i sommar minst en gång till 2050.

Glaciärnedgång

De flesta av världens glaciärer är på reträtt. Glacial isförlust har accelererat sedan 1990-talet och är "mycket sannolikt" driven av mänsklig påverkan. Satellitrekord, och forskning som stöds av CCI, som bidrar till globala glaciärinventeringar, tillhandahålla avgörande bevis i rapporten. Dessa data spårar glaciärens massbalans och höjdförändringar över tusentals avlägsna glaciärer över hela världen och bedömer deras bidrag till havsnivåhöjningen.

Inlandsisen smälter

Även om minskningen av havsisen på sommaren kan vändas inom decennier om utsläppen av växthusgaser minskas snabbt, många andra förändringar kommer att fortsätta i hundratals till tusentals år. Framför allt är dessa inlandsisarnas smältning, höjning av havsnivån, havsuppvärmning och försurning.

Grönlandsisen förlorade uppskattningsvis 4890 Gt is sedan 1990-talet på grund av ytsmältning och avrinning. Förlusten av inlandsisen i Antarktis är cirka 2670 Gt för en liknande period, domineras av smältningen av den västantarktiska istäcket.

De nya insikterna sedan IPCC:s senaste rapport har möjliggjorts genom att kombinera observationer med modellering för att förstå de ytprocesser som driver isförlust. Hastigheten för inlandsisförlusten ökar – rapporten noterar en fyrfaldig ökning av inlandsisen mellan 1992–1999 och 2010–2019.

Observationer från flera uppdrag, inklusive data från ESA:s ERS-1, ERS-2, Envisat och CryoSat uppdrag, samt EU:s Copernicus Sentinel-1-uppdrag, har visat sig vara kritiska för att övervaka förändringar av inlandsisen, vilket tillsammans med glaciärmassaförlust, är nu de dominerande bidragsgivarna till den globala havsnivåhöjningen. Den ESA-stödda övningen för att jämföra isens massabalans, även känd som IMBIE, tillhandahålls uppdaterad, avstämda satellituppskattningar av inlandsisens bidrag till havsnivåhöjningen.

Permafrost och snötäcke

Betydande minskningar av permafrost och säsongsbetonat snötäcke förväntas när planeten fortsätter att värmas upp. Båda är föremål för studier av CCI-forskningsprojekt, vars nya dataprodukter som snövattenekvivalent har gjort "avsevärda förbättringar av bedömningar av storskaliga förändringar." Varje projekt har släppt satellitbaserade register för att karakterisera förändringar under de senaste decennierna.

Höjning av havsnivån

Sedan 1901, havsnivån har stigit med 20 cm, med ökningstakten som accelererat till 3,7 mm per år sedan 2006. Beroende på framtida koldioxidutsläpp, medelhavsnivån kan stiga ytterligare 28–101 cm fram till 2100, och eventuellt med upp till 2 m om inlandsisen blir mer instabil.

Satellithöjdmätningstekniker ger en exakt mätning av havsnivåförändringar. Globala observationer under de senaste tre decennierna överensstämmer med bidraget från höjning av havsnivån från isförluster – förutom rollen av termisk expansion.

För att noggrant övervaka havsnivåhöjningen, Copernicus Sentinel-6 Michael Freilich-satelliten skickades upp i omloppsbana i november 2020. Med hjälp av den senaste radarhöjdmätartekniken, satelliten är inställd på att ge en ny översikt över havets topografi och föra fram det långsiktiga rekordet av havsytans höjdmätningar som började 1992, vilket gör den till det mest avancerade uppdraget för att mäta havsnivåhöjningen.

Klimatmodellering

Förhållandet mellan jordobservationer och klimatmodeller är närmare i den nuvarande IPCC-rapporten än det var 2013, med vikten av individuella modeller vägda mot hur väl de överensstämmer med observationer.

Dessa visas tillsammans med satellitbaserade data för inlandsisens dynamik, havsytans temperatur, havsis och havsnivå, samt förbättrad representation av molnet, markfuktighet och havsbiogeokemi och regionala kolbudgetar. Många av dessa jämförelser och modellutdata stöds av CCI-datauppsättningar och medlemmar av CCI Climate Modeling User Group, samt projekt som RECCAP-2 som använder sig av flera satellitdatauppsättningar för att förbättra jämförelser och hur klimatvariabler representeras i Earth System-modeller.

Inför FN:s klimatkonferens 2021 (COP26), ESA kommer att släppa nya kartor över global biomassa ovan jord, som kommer att hjälpa till att stödja den första globala inventeringen av världens klimatbegränsnings- och anpassningsinsatser som en del av målen i Parisavtalet.