Centro de Vôo Espacial Goddard da NASA
Os pesquisadores concluíram os primeiros vôos de uma campanha de campo liderada pela NASA que visa uma das maiores lacunas na compreensão dos cientistas sobre os recursos hídricos da Terra: a neve.
A NASA usa o ponto de vantagem do espaço para estudar todos os aspectos da Terra como um sistema interligado. Mas ainda há obstáculos significativos para medir com precisão a quantidade de água armazenada em todas as regiões nevadas do planeta. A quantidade de água na neve desempenha um papel importante na disponibilidade de água para a água potável, a agricultura ea energia hidroeléctrica.
Digite SnowEx, uma campanha de pesquisa multianual liderada pela NASA para melhorar as medições por sensoriamento remoto de quanta neve está no solo a qualquer momento e quanto água está contida nessa neve. O SnowEx é patrocinado pelo Programa de Hidrologia Terrestre na sede da NASA em Washington, DC, e é gerenciado pelo Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. O primeiro ano da campanha terrestre e aérea ocorre em fevereiro no oeste do Colorado.
"Esta é a campanha mais abrangente que já fizemos em neve", disse Edward Kim, cientista de sensoriamento remoto da NASA Goddard e cientista do projeto SnowEx. "Um exército de quase 100 cientistas de universidades e agências nos Estados Unidos, Europa e Canadá Nosso objetivo é encontrar e aperfeiçoar as melhores técnicas de medição de neve e como elas poderiam trabalhar juntas. "
Os cientistas sabem que eles vão precisar de sensores múltiplos para medir o teor de água na neve. "Nenhum instrumento é perfeito", disse Charles Gatebe, da NASA Goddard, cientista-pesquisador adjunto do SnowEx e cientista sênior da Universities Space Research Association. "Um dos nossos maiores problemas é detectar a neve através das árvores. Trabalharemos em estreita colaboração com nossa equipe de solo para tentar novas técnicas para ver se podemos descobrir como fazer isso com precisão. "Por que neve?
Mais de um sexto da população mundial depende da neve sazonal para a água. No oeste dos EUA, quase três quartos do fluxo anual que fornece o abastecimento de água chega como primavera e verão derretem a partir da neve montanha pacotes. Agora, as previsões de fluxo podem variar amplamente devido a locais de medição de solo limitados. Esta é uma das razões pelas quais os cientistas e gerentes de recursos estão interessados em uma visão abrangente do espaço que eles chamam de equivalente à água da neve - a quantidade de água líquida contida na cobertura de neve. Os cientistas usam o equivalente da água da neve para estimar a quantidade de água que derreterá em córregos, em rios e em reservatórios da montanha.
A neve também afeta e é afetada pelo clima. Os cientistas detectaram mudanças na quantidade de neve e na sincronização de neve que acompanham outras mudanças provocadas pelo aquecimento da Terra. Enquanto os satélites não conseguem medir com precisão o equivalente em água de neve em todas as paisagens nevadas, os satélites monitorizaram a extensão das áreas sazonais cobertas de neve por décadas. Desde 1967, a cobertura de neve da Primavera do Hemisfério Norte diminuiu em cerca de 1 milhão de milhas quadradas. A perda de cobertura de neve resulta na Terra absorver mais luz solar, acelerando o aquecimento do planeta.
No ar, no chão
Os instrumentos e técnicas desenvolvidos em campanhas como o SnowEx poderiam um dia resultar em uma missão espacial de observação de neve. "Também vamos descobrir uma maneira melhor de otimizar o uso de satélites existentes para fazer medições", disse Jared Entin, gerente de programa do Programa de Hidrologia Terrestre na sede da NASA.
Cinco aeronaves com um total de 10 sensores diferentes fazem parte da campanha SnowEx. A partir de uma base de operações na Base Aérea de Peterson, Colorado Springs, a SnowEx implantará uma aeronave P-3 Orion operada pelo Esquadrão de Desenvolvimento Científico ONE (VXS-1), estacionada na Estação Aérea Naval Patuxent River, Maryland. Os jatos de alta altitude da NASA voarão do Centro Espacial Johnson da NASA, em Houston, e do Centro de Pesquisa de Vôos Armstrong da Nasa, em Palmdale, Califórnia. Um King Air e uma Twin Otter voarão para fora de Grand Junction, Colorado.
Os aviões levarão um passivo e quatro sensores de microondas ativos que são bons em medir a água da neve equivalente em neve seca, mas são menos ótimos para medir a neve em florestas ou a coberta de neve leve; Uma câmera infravermelha térmica e um termômetro remoto (KT-15) para medir a temperatura da superfície; Instrumento do laser que bom em medir a profundidade da neve ea água da neve equivalente através das árvores; Um espectrômetro de imagem que mede o albedo de neve - a quantidade de luz solar refletida e absorvida pela neve, que controla a velocidade da neve derretida e o tempo de seu escoamento. O King Air carrega o Observatório da Neve Aérea do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia. ASO é o primeiro sistema de sensoriamento remoto a medir a profundidade da neve, o equivalente à água da neve e o albedo da neve em toda a bacia da montanha, e tem quantificado quantitativamente o equivalente da água da neve em regiões montanhosas desde 2013.
A porção de campo da campanha é baseada em Grand Mesa e Senador Beck Bacia . Os cientistas usarão procedimentos de medição e amostragem que permitirão à equipe validar as medições de sensoriamento remoto, adquiridas pelos vários sensores nas várias aeronaves. Equipamentos tradicionais e de alta tecnologia estão sendo usados para a campanha terrestre, incluindo poços de neve e instrumentos de sensoriamento remoto içados a 40 pés no ar em caminhões de lança.
"O grande desafio para a campanha terrestre é a coleta de medições de campo de alta qualidade, mantendo todos seguros e saudáveis nesses ambientes difíceis", disse Kelly Elder, hidrologista de pesquisa da Estação de Pesquisa Rocky Mountain, Fort Collins, Colorado. Liderando a campanha terrestre global.
Os cientistas estarão trabalhando acima de 10.000 pés em potencial ventoso e condições de congelamento até 10 horas por dia. Eles precisam de óculos de proteção ou óculos de neve para proteger seus olhos. A hipotermia é uma ameaça muito real, então os pesquisadores usam roupas especiais projetadas para suavizar o suor e mantê-los secos. As equipes usam raquetes de neve, esquis e snowmobiles para acessar os locais de medição do solo em Grand Mesa e Beck Beck.
A área de estudo da Bacia de Pesquisa do Senador Beck está perto das cabeceiras da Bacia do Rio Grande. "Suas áreas de pesquisa são os primeiros grandes sistemas de montanha a favor do deserto do sudoeste e Colorado Planalto, tornando-o um local ideal para estudar os efeitos da poeira na neve derretida", disse Hans-Peter Marshall, da Boise State University, No Senador Beck Research Basin. "Grand Mesa foi escolhido por sua planicidade e variedade de condições de floresta", disse Chris Hiemstra, um físico de pesquisa com o Corpo de Engenheiros do Exército dos EUA , e a liderança para as operações terrestres de Grand Mesa. E os ambientes fazem os locais à terra bons modelos para desenvolver medições globais da neve.
O equipamento terrestre foi instalado em setembro de 2016, antes que a neve começasse a cair. Um terreno local perto de um acampamento vai hospedar equipamentos especializados muito grande para se movimentar. Este esforço local do local da observação da escala é conduzido por Ludovic Brucker da NASA Goddard.
Equipes de 50 pesquisadores estão fazendo medições no solo, girando dentro e fora do campo todas as semanas durante um período de três semanas.
Os dados adquiridos da campanha SnowEx serão armazenados no Centro Nacional de Dados de Neve e Gelo em Boulder, Colorado, e estarão disponíveis para qualquer pessoa sem nenhum custo, como é o caso de todos os dados da NASA.
Após o trabalho de campo, os cientistas da SnowEx irão analisar os dados e recomendar à NASA como proceder nos próximos anos. "Esta campanha vai gerar as melhores idéias da comunidade global de especialistas em neve", disse Kim.
O Senador Beck Bacia é administrado pelo Centro de Estudos de Neve e Avalanche CSAS , uma organização sem fins lucrativos que hospeda estudos de pesquisa sobre a neve na bacia.
FONTE: NASA
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