nasa, de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), en de United States Geological Survey (USGS) zou een gecoördineerde aanpak moeten implementeren voor hun ruimtegebaseerde omgevingsobservaties om de aardwetenschappen en toepassingen voor het volgende decennium verder te bevorderen, zegt een nieuw rapport van de National Academies of Sciences, Engineering, en geneeskunde. Deze aanpak moet gebaseerd zijn op belangrijke wetenschappelijke vragen op gebieden zoals het verminderen van klimaatonzekerheid, het verbeteren van de weers- en luchtkwaliteitsvoorspellingen, het voorspellen van geologische gevaren, en inzicht in de zeespiegelstijging. Het rapport beveelt ook aan om een ​​robuust, veerkrachtig, en uitgebalanceerd Amerikaans programma voor aardobservaties vanuit de ruimte dat de agentschappen in staat zal stellen de wetenschap en toepassingen strategisch vooruit te helpen met beperkte middelen.

"De afgelopen 60 jaar aardobservatie vanuit de ruimte laten ons zien dat onze planeet op meerdere manieren en om vele redenen verandert, " zei Bill Gail, chief technology officer bij de Global Weather Corporation en medevoorzitter van de commissie die het onderzoek heeft uitgevoerd en het rapport heeft geschreven. "Veranderingen in het klimaat, luchtkwaliteit, beschikbaarheid van water, en agrarische bodemvoedingsstoffen worden grotendeels door mensen aangedreven. Het omarmen van dit nieuwe paradigma van het begrijpen van een veranderende aarde en het bouwen van een robuust programma om het aan te pakken, is een grote uitdaging voor het komende decennium."

Dit is het tweede tienjarige onderzoek van de National Academies voor aardwetenschappen en toepassingen vanuit de ruimte. Voortbouwend op het eerste decenniumonderzoek, die in 2007 werd gepubliceerd, het identificeert wetenschappelijke topprioriteiten, observatie behoeften, en kansen voor Amerikaanse aardobservaties in de ruimte in het komende decennium.

Over de afgelopen tien jaar, het rapport zegt dat aardobservaties vanuit de ruimte - die een globaal perspectief van de aarde bieden - ons wetenschappelijke begrip van de planeet hebben veranderd, onthullend dat het een geïntegreerd systeem is van dynamische interacties tussen de atmosfeer, oceaan, land, ijs, en menselijke samenleving. Deze observaties spelen ook een cruciale rol in de nationale veiligheid. Bijvoorbeeld, inzicht in de stijging van de zeespiegel en de gevolgen van de opwarming van de oceaan in verband met klimaatverandering is belangrijk voor marine-operaties.

"Informatie over aardwetenschappen speelt nu een belangrijke rol in ons dagelijks leven, en we gaan de complexe en voortdurend veranderende manieren herkennen waarop de aardse processen plaatsvinden, " zei Waleed Abdalati, directeur van het Cooperative Institute of Research in Environmental Sciences aan de Universiteit van Colorado, Kei, en medevoorzitter van de commissie. “Om als samenleving vooruit te komen, we moeten ons concentreren op het begrijpen en betrouwbaar voorspellen van de vele manieren waarop de aarde verandert."

De commissie ontwikkelde een reeks van 35 kernvragen over aardwetenschappen en toepassingen die het volledige scala van aardsysteemwetenschap bestrijken. De vragen gaan uitgebreid in op gebieden waarop vooruitgang in aardwetenschappen en informatiemogelijkheden het meest nodig is om de kennis over het complexe aardsysteem te verbeteren en de ontwikkeling van talrijke toepassingen mogelijk te maken die een duurzame en bloeiende samenleving mogelijk maken. Enkele van de door de commissie geïdentificeerde vragen met de hoogste prioriteit zijn:

• Hoe kunnen omgevingsvoorspellingen van weer en luchtkwaliteit worden uitgebreid om de systeemomstandigheden op aarde naadloos te voorspellen met doorlooptijden van een week tot twee maanden?
• Hoe kunnen antropogene veranderingen in het klimaat, landgebruik, waterverbruik, en wateropslag interageren en wijzigen de water- en energiecycli, en wat zijn de gevolgen op korte en lange termijn?
• Welke processen bepalen de variaties en trends op lange termijn in luchtvervuiling en hun daaropvolgende terugkerende en cumulatieve effecten op de menselijke gezondheid op de lange termijn, landbouw, en ecosystemen?
• Wat zijn de structuren, functie, en biodiversiteit van de ecosystemen op aarde, en hoe en waarom veranderen ze in tijd en ruimte?
• Hoeveel zal de zeespiegel de komende tien jaar stijgen, en wat zal de rol zijn van ijskappen en oceaanwarmteopslag?
• Hoe kunnen grootschalige geologische gevaren nauwkeurig worden voorspeld in een maatschappelijk relevant tijdsbestek?

Om deze vragen te beantwoorden, de commissie adviseerde de implementatie van een innovatief observatieprogramma dat voortbouwt op de bestaande en geplande instrumenten en satellieten van de VS en de internationale gemeenschap. Het voorgestelde programma weerspiegelt nieuwe behoeften in verband met acht prioritaire observaties, inclusief spuitbussen, wolken en neerslag, massabewegingen van de aarde, globale land- en vegetatiekenmerken, vervorming en veranderingen binnen het aardoppervlak, en drie anderen die competitief worden geselecteerd uit zeven kandidaten. Elk van deze moet worden gemeten door middel van een ruimtegebaseerd instrument of een reeks instrumenten, en samen zijn ze bedoeld om te zorgen voor een effectieve verkenning van de hoogste prioriteiten van de 35 belangrijkste wetenschappelijke en toepassingsvragen van de enquête.

Investeringen in aardobservatiecapaciteiten hebben geen gelijke tred kunnen houden met de toenemende informatiebehoeften van bedrijven en individuen en de algehele waarde van deze informatie voor de natie, zegt het rapport. Hoewel budgettaire beperkingen het komende decennium een ​​praktisch punt van zorg zullen blijven in termen van vooruitgang met nieuwe ruimtegebaseerde waarnemingscapaciteiten, de commissie beval innovatieve methoden aan om binnen die beperkingen vooruitgang te boeken.

De onderzoeksprioriteiten en -doelstellingen in dit rapport zijn ontwikkeld door een primaire stuurgroep op basis van input van vijf interdisciplinaire onderzoekspanels. De panels en commissie ontvingen ook meer dan 300 schriftelijke whitepapers van de onderzoeksgemeenschap als reactie op twee afzonderlijke verzoeken om input. In aanvulling, de enquête was voortdurend betrokken bij de gemeenschap via gemeentehuizen die werden gehouden tijdens jaarlijkse bijeenkomsten van een aantal beroepsverenigingen, maar ook via webinars, nieuwsbrieven, en briefings.