Haven spelar en stor roll för att dämpa klimatet och är grundläggande för vår planets funktion. Att förstå mer om hur havsvattnets temperaturer stiger och hur haven absorberar överskott av koldioxid i atmosfären, såväl som problem som havsförsurning, är nyckeln för att förstå klimatförändringarna och för att vidta effektiva åtgärder.
En ny artikel publicerad i Earth-Science Reviews belyser hur satelliter blir allt viktigare för att tillhandahålla unik information om havshälsa för att vägleda klimatbegränsnings- och anpassningsinsatser.
Haven suger upp cirka 90 % av den extra värmen i atmosfären som orsakas av utsläpp av växthusgaser från mänsklig aktivitet, och de drar också ner nästan 30 % av koldioxiden vi pumpar ut i atmosfären.
Med tanke på klimatkrisen låter detta som en bra sak, men på många ställen leder dessa processer till en minskning av pH-värdet i havsvattnet, ett fenomen som kallas havsförsurning.
Dessutom kan stigande havstemperaturer förändra havscirkulationen och vädermönster.
Båda frågorna påverkar inte bara den känsliga balansen i marina ekosystem utan leder i slutändan till kaskadeffekter som har potential att märkas över hela världen.
När haven fortsätter att värmas upp och absorberar koldioxid från atmosfären, har det blivit en prioritet att förbättra vår förmåga att övervaka kemi i havets karbonater.
Från rymdens synvinkel returnerar satelliter nyckelinformation som erbjuder den unika möjligheten att studera hur utsläpp av växthusgaser och ett värmande klimat påverkar hälsan i våra stora hav.
Artikeln belyser hur ESA har stött på varandra följande forskningsprojekt som har hjälpt till att flytta användningen av satellitdata från havsforskning till att vara en grundläggande komponent i årliga koldioxidutvärderingar som vägledning för politiken.
Uppsatsen visar hur forskning som finansierats genom ESA:s Earth Observation Science for Society-aktiviteter under de senaste 16 åren har bidragit till ett stort steg i vår kunskap om världshaven.
Jamie Shutler från University of Exeter i Storbritannien och huvudförfattare till tidningen, sa:"De framsteg vi har gjort i vår förmåga att förstå och övervaka havets kol har varit fantastiska, men vi har egentligen bara börjat röra vid toppen av isberg i vad som faktiskt är möjligt från rymden.
"Papperet beskriver vad mer som kan göras med de befintliga satelliterna och hur vi till och med kan använda data från uppdrag som för länge sedan har upphört att fungera - nu kommer det att bli riktigt spännande.
"Till exempel, de nya "hav-pH-ränderna" från ett pågående ESA-projekt visualiserar förändringen i havsförsurningen som konstruerad från observationer under de senaste 40 åren. Och denna visualisering användes vid den senaste klimatkonferensen COP28 för att belysa havets svåra situation. och minskningen av havets pH som drivs av utsläpp av växthusgaser och klimatförändringar."
Roberto Sabia, ESA Ocean Scientist, sa:"Vi är glada över att vi skördar potentialen hos rymdbaserad salthalt, temperatur, vindhastighet och havsfärgdata för att karakterisera den rumsliga och tidsmässiga variationen av havets kolsänka och relaterad havsförsurning.
"Under de senaste åren har betydande tonvikt lagts på att förbättra algoritmer som relaterar till variabler i det marina karbonatsystemet. Nu ägnas ansträngningarna mer åt att analysera samtidiga sammansatta händelser som marina värmeböljor och deoxygenering, och att involvera havsbevarande intressenter i fullt utnyttjande av dessa datauppsättningar."
ESA:s Craig Donlon tillade:"Vi inledde faktiskt forskning och utveckling med International Surface Ocean and Lower Atmosphere Study, SOLAS, redan 2008, och vi har nu dataprodukter som används för att vägleda policyn för att minska utsläppen av växthusgaser.
"Vi kan inte underskatta värdet av data från arvsuppdrag som ESA:s Envisat, data från vårt nuvarande uppdrag som jordfuktighet och salthalt i havet och från Copernicus Sentinel-serien. Dessa uppdrag har också lagt grunden för kommande uppdrag som Copernicus Imaging Microwave Radiometer, CIMR, satelliter, som hjälper oss att ta vår kunskap om hav till nästa nivå.
"Vi utvecklar för närvarande CIMR för Copernicus – jordobservationskomponenten i Europeiska unionens rymdprogram.
"Det här nya uppdraget lovar att bli en spelomvandlare och behövs omgående för att studera de övre oceanerna och polarområdena med hjälp av dess multifrekvensavbildningskapacitet med hög radiometrisk trohet, multipolarisering och hög rumslig upplösning för denna klass av instrument.
"Under de närmaste åren kommer CIMR-A, och ungefär sex år senare CIMR-B, att vara i omloppsbana i minst 15 år och ge unika mätningar för att stödja klimatåtgärder i en tid då de globala hav och polarområden genomgår djupgående förändringar ."
Mer information: Jamie D. Shutler et al, Den ökande betydelsen av satellitobservationer för att bedöma havets kolsänka och havsförsurning, Earth-Science Reviews (2024). DOI:10.1016/j.earscirev.2024.104682
Tillhandahålls av Europeiska rymdorganisationen
