Wetenschappers maken zich zorgen over een leemte in satellietgegevens die werden gebruikt om veranderingen in de massabalans van gletsjers in de wereld te volgen. Met behulp van alternatieve gegevens, een nieuwe studie heeft geholpen om de leemte op te vullen, het creëren van een continu record van de snelheid van het terugtrekken van gletsjers over de hele wereld sinds 2002 tot heden. Het is belangrijk om veranderingen in de massabalans te volgen - de netto veranderingen in de massa van een gletsjer, na rekening te hebben gehouden met winsten door sneeuwval en verliezen door smelten en afkalven van ijsbergen - om robuuste voorspellingen van de zeespiegelstijging te genereren.

Remote sensing (die informatie over de aarde verwerft zonder er direct contact mee te maken, zoals door middel van satelliet- en dronebeelden) heeft een revolutie teweeggebracht in de studie van gletsjers. Satellietmissies verzamelen een breed scala aan gegevens over onze gletsjers en ijskappen met hoge resolutie en op grote schaal. Ter vergelijking, pre-satelliet grondmetingen zijn ruimtelijk grof, terwijl fysieke modellen lokale veranderingen vaak niet nauwkeurig genoeg vastleggen. "Remote sensing is de enige manier om gletsjers de komende jaren volledig te onderzoeken met een uniforme methode, " studie co-auteur Isabella Velicogna van de Universiteit van Californië Irvine vertelde GlacierHub.

Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) is een satellietmissie die nuttig is geweest bij de studie van gletsjers. Het is een gezamenlijke missie van NASA en het Duitse Lucht- en Ruimtevaartcentrum, gelanceerd in 2002. Het brengt variaties in het zwaartekrachtveld van de aarde in kaart door metingen te doen van de afstand tussen twee identieke satellieten die gescheiden zijn in een polaire baan, 500 km boven de aarde. GRACE-satellieten detecteren wijzigingen in het zwaartekrachtveld die het gevolg zijn van veranderingen in massa; ze kunnen daarom het massaverlies van de gletsjers van de wereld naar de oceanen volgen met een ongekende nauwkeurigheid. GRACE-satellieten zijn buitengewoon in de manier waarop ze elkaar in een perfecte baan om de aarde volgen, bewegen in een sleep- en trekbeweging terwijl ze worden afgebogen door het zwaartekrachtveld. De lichte verschuiving in afstand tussen de satellieten terwijl ze hun baan voltooien, vertelt ons precieze details over massabewegingen op aarde tussen elke minuut.

De GRACE-missie eindigde in oktober 2017, na een verlenging van 12 jaar na de beoogde dienst. Het werd opgevolgd door zijn opvolger, GRACE vervolg, in 2018. GRACE-FO verwerft gegevens op dezelfde manier als GRACE, met een paar kleine aanpassingen. Hoewel GRACE-FO gegevens produceert die overeenkomen met de precisie en resolutie van de oorspronkelijke missie, er was een gat van 11 maanden in de gegevens tussen de twee missies. Velicogna vertelde GlacierHub "dit was een grote zorg omdat wetenschappers niet wisten wat ze in die 11 maanden hadden gemist, vooral omdat gletsjers van jaar tot jaar veel kunnen veranderen." Hoewel de langetermijntrends duidelijk zijn, het zijn de details in jaarlijkse trends en regionale trends die wetenschappers probeerden te ontdekken tijdens de inactiviteit van GRACE.

Talrijke onderzoeken naar het massaverlies van gletsjers hebben GRACE-gegevens gebruikt in verschillende tijdreeksen (zoals deze studie uit 2019 door Wouters et al.), waardoor het moeilijk is om de gemiddelden van de verschillende onderzoeken met elkaar te vergelijken. De nieuwe studie van Velicogna en haar collega's is de eerste die gebruikmaakt van de volledige tijdreeks van GRACE- en GRACE-FO-gegevens. Ze hebben de gegevenskloof aangepakt door MERRA-2-heranalysegegevens te gebruiken, die verschillende waarnemingsgegevens assimileert. Het team berekende dat de gletsjers en ijskappen van de wereld gemiddeld 281,5 gigaton ijs per jaar verloren, wat neerkomt op 13 mm cumulatieve zeespiegelstijging. Alaska en het Canadese Noordpoolgebied domineerden massaverlies, terwijl de Zuidelijke Andes en het Hooggebergte van Azië respectievelijk derde en vierde werden in termen van grootste massaverlies per jaar. Isabella Velicogna vertelde GlacierHub het succes van MERRA-2 "laat zien dat heranalyse en wereldwijde klimaatmodellen een lange weg hebben afgelegd en steeds betrouwbaarder worden."

Door de leemte op te vullen, hebben wetenschappers een bijna twee decennia lang record van massaverlies door gletsjers in de wereld. Alex Gardner van NASA's Jet Propulsion Laboratory benadrukte het belang van continuïteit in deze gegevens, GlacierHub vertellen, "continuïteit is verreweg het belangrijkste, voorbij de nieuwigheid van techniek."

Sprekend over de implicaties van de kloof in gegevens en verder kijken dan GRACE-FO, Gardner zei dat het bereiken van lange termijn, observaties op decenniumschaal zijn belangrijk. "Er is veel ruis in het systeem van kortetermijnweerpatronen, en we moeten deze ruis verminderen" om trends in klimaat, hij legde uit.

Met betrekking tot het handhaven van de gegevenscontinuïteit in de toekomst, Gardner vertelde GlacierHub dat "Zodra een missie wordt gelanceerd, je moet je voorbereiden op de volgende." Er zijn besprekingen bij NASA gaande over wat GRACE-2 moet worden. Maar "het is politiek moeilijk, want zodra je een missie hebt voltooid, vraag je al om meer, en je moet medewerkers vinden en meer financieringsbronnen." Kijkend naar de toekomst, zei hij:"Totdat we een Copernicus-achtig programma hebben, we zullen altijd hiaten riskeren." Copernicus is het Europese continue aardobservatieprogramma, verspreid over meerdere missies van de European Space Agency.

Voor het geval van NASA, hij zei dat het tijd zal kosten om een ​​"culturele verschuiving" naar datacontinuïteit te realiseren, aangezien NASA van oudsher gemotiveerd is door nieuwigheid, innovatie en het verleggen van de grenzen van engineering. Gardner gelooft dat deze houding langzaam verandert, echter, terwijl anderen de waarde in continuïteit realiseren.

Het is misschien zorgwekkend dat hoewel de houding intern bij NASA kan verschuiven, die van de regering-Trump niet. Er is gemeld dat in het budget van Trump voor 2021 11 procent wordt bezuinigd op wetenschap en onderzoek bij NASA, met veel andere grote wetenschappelijke bureaus die met soortgelijke, zo niet groter, bezuinigingen op de financiering. De prioriteiten zijn consequent verschoven van op klimaatverandering gericht onderzoek naar ruimteverkenning en investeringen in technologische vooruitgang voor de toekomst, zoals kunstmatige intelligentie en kwantuminformatiewetenschap. Een topagenda voor het Witte Huis is om de plannen voor NASA's Artemis-programma te versnellen, om de volgende mensen tegen 2024 op de maan te laten landen. De regering-Trump kondigde aanzienlijke uitgavenverhogingen aan over meerdere jaren om het oorspronkelijke doel voor 2028 voor een maanlanding met vier jaar te verlagen, tot 2024.

Deze activiteiten demonstreren de waarde van zowel GRACE-satellietgegevens als MERRA-heranalysegegevens. De overeenkomst tussen GRACE en MERRA over de data gap is een succesverhaal voor toekomstige wetenschappers die het belang van consistentie en uniformiteit in de wetenschap erkennen. Aangezien de vijandige omgeving rond wetenschappelijke financiering kan leiden tot toekomstige gegevenslacunes in onze satellietrecords, studies zoals deze die plausibele alternatieve gegevensbronnen vinden, kunnen in de toekomst nog nuttiger en belangrijker worden.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.