NASA zal nieuwe technologie gebruiken om de andere helft van de gegevens over klimaatverandering op te sporen

NASA is niet alleen 's werelds meest vooraanstaande ruimteagentschap, het is ook een krachtpatser voor aardwetenschappelijk onderzoek - vooral als het gaat om het begrijpen van klimaatverandering. Het bureau hield net een nieuwsbriefing om het werk van zijn aardwetenschappenafdeling te verduidelijken in het meten en observeren van veranderingen in koolstofdioxide-emissies - en de grote afhaal is dat de administratie een intensieve nieuwe duw doet om gegevens te verzamelen over de koolstof die is niet in de lucht.

Ongeveer 50 procent van de CO2-uitstoot van fossiele brandstoffen wordt geabsorbeerd door de oceaan en het landleven. Het is altijd zo geweest, maar de delta is hier de sleutel: CO2-metingen van de lucht en de atmosfeer kunnen slechts de helft van het verhaal vertellen.

"Koolstof is een essentieel element voor het leven op aarde", zegt Michael Freilich, directeur van de Earth Science Division van NASA. Het speelt een essentiële rol als broeikasgas bij het stabiliseren van de omgeving en het bewoonbaar houden van de aarde. Helaas is de hoeveelheid kooldioxide in de atmosfeer gestegen van 270 delen per miljoen tot meer dan 400 delen per miljoen. Niveaus blijven elk jaar 2 delen per miljoen stijgen. En daarmee zijn de gemiddelde temperaturen op Aarde gestegen van 1,83 graden Fahrenheit. Freilich benadrukte dat het nu een belangrijke doelstelling is voor NASA om de koolstofcyclus beter te begrijpen en dat het ruimteagentschap satelliettechnologie opvoert voor drie grote onderzoeksprojecten.

De eerste is North Atlantic Aerosols and Marine Ecosystems Study, of NAAMES, dat zich voornamelijk bezighoudt met het bestuderen van algenbloei en planktonlevensprocessen in verband met koolstofabsorptie vanuit de lucht. In de afgelopen paar jaar heeft satelliettechnologie een prominente rol gespeeld bij het onthullen van de groei en krimp van planktonpopulaties en de rol waarin algenbloei overmaat aan kooldioxide opneemt en hun eigen aerosolen in de lucht verdrijft (die overigens kan een aantal echt zoete wolken creëren).

Natuurlijk, terwijl satellieten erg behulpzaam zijn geweest om NAAMES vooruit te helpen, is er geen vervanging voor onderzoekers op zee naar zee te laten rennen om de oceaan te bestuderen. "Veel mensen denken dat NASA helemaal draait om ruimteverkenning en satellieten", zegt Mike Behrenfeld, hoofdonderzoeker voor NAAMES 'veldcampagne. "Maar in feite is er veel grondwerk."

Het tweede grote project omvat het bestuderen van landvegetatie via satelliet LIDAR - teledetectietechnologie die gereflecteerd licht vanaf een afstand analyseert. Dit is vooral gebruikt om te bestuderen hoe dichte bossen in landelijke delen van de wereld kunnen helpen de CO2-uitstoot te beheersen. De huidige LIDAR-satellieten hebben enkele nuttige gegevens verzameld, maar "NASA is geïnteresseerd in het opschalen van deze technologie", zegt George Hurtt, hoofd van NASA's Carbon Monitoring System. Snel genoeg zal NASA de wereld kennis laten maken met Global Ecosystem Dynamics Investigation LIDAR. Wanneer het in 2018 op het internationale ruimtestation ISS wordt geïnstalleerd, zal het GEDI het eerste hoge resolutie satellietinstrument ter wereld zijn voor het bestuderen van ecosystemen met dichte vegetaties.

Ten slotte is er Orbiting Carbon Observatory-2, de eerste satelliet van NASA die is ontworpen om rechtstreeks koolstofdioxide zelf uit de ruimte te meten. OCO-2 heeft nu iets meer dan een jaar aan gegevens en is in staat geweest het hele jaar door koolstofdioxidepatronen te volgen, afhankelijk van seizoensgebonden gebeurtenissen, zoals weersveranderingen, zomerbranden, stormen en meer.

Annmarie Eldering, plaatsvervangend projectwetenschapper voor de OCO-2-missie, benadrukte dat de satelliet in staat is geweest om 100 keer meer gegevens te verzamelen over wereldwijde koolstofdioxide vanwege de gevoelige apparatuur. "Koolstofdioxide is zo'n krachtig warmtevast gas", zegt ze. Het verzamelen van zelfs kleine veranderingen kan zoveel onthullen over het gedrag van de koolstofcyclus in regio's die niet gemakkelijk toegankelijk en bestudeerd kunnen worden.

Omdat de opwarming van de aarde steeds meer problemen over de hele wereld veroorzaakt, zullen al deze nieuwe gegevens worden gebruikt om modellen te maken die voorspellen hoe koolstofdioxide-trends eruit zullen zien ongeacht of acties van de regeringen van de wereld worden genomen of niet. "De koolstofcyclus is vrij complex", zegt Freilich. "Er zijn processen die plaatsvinden op het land en er is een ander proces in de oceaan."

Ze hebben allemaal invloed op de uitstoot van koolstofdioxide op manieren waar we nog steeds weinig begrip van hebben. Door de andere helft van de koolstofvergelijking te begrijpen, kunnen we voorspellen hoeveel meer (of minder) tijd we nog hebben om onszelf te redden van calamiteiten.