Изображенный в концепции этого художника, NISAR будет использовать две радиолокационные системы для мониторинга изменений почти на всей поверхности суши и льда Земли. Этот спутник стал первым случаем, когда космические агентства США и Индии сотрудничали в разработке оборудования для миссии по наблюдению Земли. Фото: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.
NISAR, радарный спутник НАСА и Индийской организации космических исследований (ISRO), который скоро будет запущен, будет измерять некоторые ключевые показатели жизнедеятельности Земли, от состояния водно-болотных угодий до деформации почвы из-за вулканов и динамики суши и морского льда.
Эта последняя возможность поможет исследователям понять, как мелкомасштабные процессы могут вызвать колоссальные изменения в ледяных щитах, покрывающих Антарктиду и Гренландию, а также в горных ледниках и морском льду по всему миру.
Сокращенно от радара с синтезированной апертурой NASA-ISRO, NISAR предоставит наиболее полную на сегодняшний день картину движения и деформации замерзших поверхностей в покрытых льдом и снегом средах Земли, известных под общим названием криосфера.
«На нашей планете термостат установлен на максимум, и лед Земли реагирует ускорением своего движения и таянием быстрее», — сказал Алекс Гарднер, гляциолог из Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии. «Нам необходимо лучше понять происходящие процессы, и NISAR предоставит для этого измерения».
NISAR, который будет запущен ISRO с юга Индии в 2024 году, будет наблюдать почти за всей сушей и ледяными поверхностями планеты дважды каждые 12 дней. Уникальное представление о криосфере Земли со спутника будет получено благодаря совместному использованию двух радаров: системы L-диапазона с длиной волны 10 дюймов (25 см) и системы S-диапазона с длиной волны 4 дюйма (10 см). .
L-диапазон позволяет видеть сквозь снег, помогая ученым лучше отслеживать движение льда под ним, тогда как S-диапазон более чувствителен к влажности снега, что указывает на его таяние. Оба сигнала проникают сквозь облака и темноту, что позволяет вести наблюдения в течение многомесячных полярных зимних ночей.
«Замедленная съемка» ледниковых щитов
Орбитальная ориентация NISAR позволит ему собирать данные из глубин Антарктиды, недалеко от Южного полюса, в отличие от других крупных радиолокационных спутников, которые более широко охватывают Арктику.
Ледяные щиты Антарктиды содержат крупнейший на планете резервуар замороженной пресной воды, и скорость, с которой он может терять лед, представляет собой наибольшую неопределенность в прогнозах повышения уровня моря. Расширение охвата NISAR будет иметь решающее значение для изучения движения льда, стекающего с возвышенностей центральной Антарктиды к морю.
Измерения также позволят ученым внимательно изучить, что происходит там, где встречаются лед и океан. Например, когда части ледникового щита находятся на земле ниже уровня моря, соленая вода может просачиваться под лед и увеличивать таяние и нестабильность. И в Антарктиде, и в Гренландии также есть шельфовые ледники — массы льда, простирающиеся от суши и плавающие в океане, — которые истончаются и разрушаются по мере откалывания айсбергов. Шельфовые ледники помогают предотвратить сползание ледникового льда на суше в океан. Если они уменьшатся, ледники могут течь и откалываться быстрее.
С 1990-х годов таяние льда как в Антарктиде, так и в Гренландии ускорилось, и существует неопределенность относительно того, как быстро будет продолжать отступать каждый из них. НИСАР улучшит наше горизонтальное и вертикальное представление об этих изменениях.
«NISAR предоставит нам последовательный покадровый фильм этого движения, чтобы мы могли понять, как и почему оно меняется, и лучше предсказать, как оно изменится в будущем», — сказал Ян Джоуин, гляциолог из Вашингтонского университета в Сиэтле и руководитель криосферы НИСАР.
Горные ледники, водоснабжение и наводнения
Спутник также будет отслеживать изменения в горных ледниках Земли. Их таяние способствовало примерно трети повышения уровня моря, наблюдаемого с 1960-х годов, а вызванные климатом изменения в характере замерзания и оттаивания могут повлиять на водоснабжение населения, расположенного ниже по течению.
В Гималаях всепогодные возможности NISAR помогут исследователям отслеживать, сколько воды хранится в ледниковых озерах, что важно для оценки риска катастрофических наводнений.
«Красота и сложность Гималаев — это облака», — сказал Сушил Кумар Сингх, гляциолог из Центра космических приложений ISRO в Ахмадабаде, Индия. «Благодаря NISAR мы сможем получить более непрерывный и полный набор данных, что было бы невозможно с помощью инструментов, использующих видимый свет».
Динамика морского льда вблизи обоих полюсов
NISAR также будет фиксировать движение и протяженность морского льда в обоих полушариях. Морской лед изолирует океан от воздуха, уменьшая испарение и потери тепла в атмосферу. Он также отражает солнечный свет, сохраняя планету прохладной за счет эффекта альбедо.
Морской лед в Арктике сокращается на протяжении десятилетий, поскольку повышение температуры воды и воздуха приводит к усилению таяния. Поскольку большая часть его поверхности подвергается воздействию солнечного света, Северный Ледовитый океан летом получает и удерживает больше тепла, а для охлаждения требуется больше времени. Это означает меньшее образование льда зимой и более быстрое таяние следующим летом, говорит Бен Холт, ученый по морскому льду из Лаборатории реактивного движения.
Обладая более широким охватом Южного океана, чем любая другая радиолокационная миссия на сегодняшний день, NISAR откроет новые возможности вокруг Антарктиды, где морской лед в основном был более стабильным до последних нескольких лет. В 2023 году он достиг рекордно низкого уровня.
