stringtranslate.com

Десятилетний обзор наук о Земле

Национальная академия наук США рекомендует приоритеты наблюдения за Землей для NASA , NOAA и USGS в своих десятилетних обзорах наук о Земле.

Earth Science Decadal Survey (полностью: Десятилетний обзор наук о Земле и приложений из космоса Национальной академии наук США ) — это публикация Национального исследовательского совета США , в которой определяются ключевые приоритеты исследований в области наук о Земле с упором на дистанционное зондирование. Он написан и выпущен по запросу трех правительственных агентств США: Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) , Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) и Геологической службы США (USGS) . Обзор подготовлен Комитетом по Десятилетнему обзору наук о Земле и приложений из космоса (ESAS) Совета по космическим исследованиям Национальной академии наук, инженерии и медицины (NASEM), Отдела инженерных и физических наук. [1] Такие агентства, как NASA, используют рекомендации Десятилетнего обзора для определения приоритетов финансирования определенных типов научно-исследовательских проектов. [2]

По состоянию на 2021 год было опубликовано два десятилетних обзора. Первый, за десятилетие 2007–2017 гг., «Наука о Земле и ее применение из космоса: национальные императивы на следующее десятилетие и далее», был опубликован в 2007 г. [3] Второй, за десятилетие 2017–2027 гг., «Процветание на нашей меняющейся планете: десятилетняя стратегия наблюдений за Землей из космоса», был опубликован в 2018 г. [4] [5]

История

До проведения десятилетних обследований

Национальная академия наук начала создавать технические группы и контролировать спутники наблюдения за Землей в конце 1950-х годов после запуска спутников Explorer-I и Vanguard . [6]

В промежуточные годы до официальных десятилетних обзоров Совет по космическим исследованиям Национального исследовательского совета подготовил множество отчетов, в которых излагались цели наблюдения за Землей. Вот некоторые примеры: «Оценка программ спутникового наблюдения за Землей» 1991 года [7] , «Использование оперативных данных спутников окружающей среды: обеспечение готовности к 2010 году и далее» 2004 года и «Наука о Земле и ее применение из космоса: неотложные потребности и возможности для служения нации» 2005 года и «Продление эффективных сроков действия исследовательских миссий по наблюдению за Землей» [3] .

2007-2017, Науки о Земле и их применение в космосе

«Наука о Земле и ее применение из космоса: национальные императивы на следующее десятилетие и далее» призвала к тому, чтобы наблюдения за Землей делились на семь категорий: применение и общественные выгоды, изменение землепользования , погода , изменение климата , водные ресурсы , здоровье человека и опасности, связанные с твердой Землей . [3] Соответствующий плановый документ НАСА был выпущен в 2010 году под названием «Климатическая инициатива» (полное название: Ответ на вызов изменения климата и окружающей среды: план НАСА по климатоориентированной архитектуре для наблюдений за Землей и ее применения). [8]

Рекомендованные миссии из обзора 2007 года включали множество спутников, которые начали работать в каком-либо формате. Например, обзор рекомендовал продолжение NPOESS (распался), который теперь называется JPSS , включая такие инструменты, как VIIRS на двух спутниках Suomi-NPP и NOAA-20, которые были запущены в 2011 и 2017 годах. Soil Moisture Active Passive (SMAP) был запущен в 2015 году. Ice Cloud and land Elevation Satellite (ICESat-2) был запущен в 2018 году. Gravity Recovery and Climate Experiment -II, позже названный Follow-On (GRACE-FO), был запущен в 2018 году для продолжения сбора данных с GRACE-1 и -2.

Другие миссии, рекомендованные обзором 2007 года, по состоянию на 2021 год все еще находятся на стадии планирования. Например, 3D-Winds запланирован на 2023–2026 годы. Миссия Aerosol Cloud Ecosystems (ACE) была предшественником миссии Plankton, Aerosol, Cloud and ocean Ecosystems (PACE), запуск которой запланирован на 2023 или 2024 год. Запуск Surface Water and Ocean Topography (SWOT) запланирован на 2022 год. [4]

Другие миссии из списка 2007 года имели другие результаты по состоянию на 2021 год. Спутниковая миссия Hyperspectral Infrared Imager (HyspIRI) [9] была отменена как спутниковая миссия, но использовалась в качестве бортового датчика. [10] Миссия Climate Absolute Radiance and Refractivity Observatory (CLARREO) не имеет установленной даты запуска по состоянию на 2021 год. [11] Миссия Deformation, Ecosystem Structure, and Dynamics of Ice (DESDynI) была прекращена в 2011 году. [12] Миссия GeoCAPE, хотя и не была реализована, была предшественником будущих миссий TEMPO, GeoCARB и GLIMR. [13] Миссия LIDAR Surface Topography (LIST) была смоделирована, но так и не была реализована. [14] Миссия по исследованию состава глобальной атмосферы (GACM), миссия по исследованию осадков и всепогодной температуры и влажности (PATH), [15] миссия по исследованию снега и холодных процессов на суше (SCLP) и миссия по исследованию расширенного вектора океанических ветров (XOVWM) не были реализованы, как было запланировано в обзоре 2007 года.

2017–2027 гг. — Процветание на нашей меняющейся планете

В статье «Процветание на нашей меняющейся планете: десятилетняя стратегия наблюдения за Землей из космоса» наиболее важными в обзоре 2017 года были названы следующие темы наблюдения за Землей: свойства аэрозолей , атмосферные ветры, парниковые газы , поверхностная биология и геология, структура наземной экосистемы , структура океанической экосистемы, водно-прибрежная биогеохимия , влажность почвы , ветры и течения на поверхности океана , энергетический баланс растительности, снега и поверхности, а также топография и растительность поверхности . [4]

В обзоре 2017 года было рекомендовано, чтобы американские агентства NASA, NOAA и USGS работали над скоординированным подходом к наблюдению за Землей в следующем десятилетии. [16]

Для науки об аэрозолях и облаках приоритетными направлениями являются поляриметрический формирователь изображений для наблюдения за аэрозолями в атмосфере Земли с целью улучшения прогнозов погоды [17] и одновременное использование поляриметра и лидара с самолета (измерения с воздуха) [18] .

В исследовании рекомендуется преднамеренная ранняя разработка приложений для спутниковых данных, чтобы ответить на общественно значимые исследовательские вопросы до того, как будут официально оформлены новые спутниковые миссии и задолго до запуска. [19]

В обзоре 2017 года поясняется, что из миссий, изложенных в обзоре 2007 года, некоторые были успешно запущены («реализованы»), некоторые были рекомендованы, но требовали дальнейшего планирования («частично реализованы» или «назначенный элемент программы»), а некоторым был присвоен неопределенный статус (называемые «инкубационными», «нераспределенными» или «рекомендованными в качестве кандидатов для миссий Earth System Explorer» в будущем).

Определенные элементы программы, будущие миссии, которые были определены в качестве приоритетных, включают: PACE , Поверхностная биология и геология, преемник GRACE-FO и преемник NISAR . [4]

Поверхностная биология и геология были одним из обозначенных элементов программы. Цель состоит в том, чтобы улучшить измерения характеристик поверхности Земли для управления природными ресурсами , продовольственной безопасности и водной безопасности , а также для многих других приложений. [20] Эта миссия все еще находится на ранних стадиях планирования по состоянию на 2021 год, но, вероятно, будет иметь пространственное разрешение в десятки метров, 16-дневное время повторного визита и комбинацию гиперспектрального и мультиспектрального покрытия. [21] [20]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Национальные академии наук, инженерии и медицины (2021). «Комитет по наукам о Земле и их применению из космоса». Nationalacademies.org . Получено 20 октября 2021 г. .{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  2. ^ Йодер, Джеймс А. (2019). "Десятилетнее исследование Национальной академии наук по наукам о Земле и их применению из космоса" (PDF) . Океанографический институт Вудс-Хоул. Международная координационная группа по цвету океана (IOCCG) . Получено 20 октября 2021 г. .
  3. ^ abc Earth Science and Applications from Space . Вашингтон, округ Колумбия: National Academies Press. 1 сентября 2007 г. doi : 10.17226/11820. ISBN 978-0-309-10387-9.
  4. ^ abcd Процветание на нашей меняющейся планете . Вашингтон, округ Колумбия: National Academies Press. 19 декабря 2018 г. doi : 10.17226/24938. ISBN 978-0-309-46757-5.
  5. ^ "Decadal Survey". Science Mission Directorate . 5 января 2018 г. Получено 20 октября 2021 г.
  6. ^ "NAS и первый спутник Земли США". Национальная академия наук . 31 января 1958 г. Получено 20 октября 2021 г.
  7. ^ Прочитайте «Оценка программ спутникового наблюдения за Землей — 1991» на NAP.edu. 1 декабря 1990 г. doi :10.17226/12322. ISBN 978-0-309-12287-0. Получено 20 октября 2021 г. . {{cite book}}: |website=проигнорировано ( помощь )
  8. ^ Петро, ​​Сусанна; Фам, Карен; Хилтон, Джордж (2020). «Планктон, аэрозоль, облако, экосистема океана (PACE) Интеграция и тестирование миссии». Аэрокосмическая конференция IEEE 2020 г. IEEE. стр. 1–20. doi : 10.1109/aero47225.2020.9172326. hdl : 2060/20190032036 . ISBN 978-1-7281-2734-7.
  9. ^ Кокали, РФ; Турпи, К. Р. (2019). «Рабочая группа по калибровке и валидации для поверхностной биологии и геологии (SBG)». IGARSS 2019 - 2019 IEEE Международный симпозиум по геонаукам и дистанционному зондированию . стр. 8517–8518. doi :10.1109/IGARSS.2019.8900236. ISBN 978-1-5386-9154-0. S2CID  208033697.
  10. ^ "Hyperspectral Infrared Imager (HyspIRI) Airborne Campaign". NASA Airborne Science Program . 21 июля 2020 г. Получено 20 октября 2021 г.
  11. ^ "CLARREO". clarreo.larc.nasa.gov . 1 февраля 2012 г. Архивировано из оригинала 1 марта 2012 г. Получено 20 октября 2021 г.{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
  12. ↑ Brinton, Turner (7 марта 2011 г.). «NASA Cuts 2 Earth Science Missions on White House Orders». Space.com . Получено 20 октября 2021 г. .
  13. ^ "GEO-CAPE". GEO-CAPE . 17 февраля 2021 г. . Получено 20 октября 2021 г. .
  14. ^ Yu, Anthony W.; Harding, David J.; Krainak, Michael A.; Abshire, James B.; Sun, Xiaoli; Cavanaugh, John; Valett, Susan; Ramos-Izquiedro, Luis; Winkert, Tom; Plants, Michael; Kirchner, Cynthia; Kamamia, Brian; Hasselbrack, William; Filemyr, Timothy (12 июня 2011 г.). "Разработка имитатора топографии поверхности с помощью бортового лидара". Международный симпозиум по лидарному и радиолокационному картографированию 2011 г.: Технологии и приложения . Том 8286. SPIE. стр. 828603. doi :10.1117/12.912564.
  15. ^ Ламбригтсен, Бьорн; Браун, Шеннон Т; Гайер, Тодд К; Херрелл, Линда; Кангаслахти, Пекка П; Таннер, Алан Б (2010). «Мониторинг гидрологического цикла с помощью миссии PATH». Труды IEEE . 98 (5). Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE): 862–877. doi :10.1109/jproc.2009.2031444. ISSN  0018-9219. S2CID  29697274.
  16. ^ «Decadal survey lays out key Earth science prioritys». CU Boulder Today . 5 января 2018 г. Получено 20 октября 2021 г.
  17. ^ Гао, Мэн; Чжай, Пэн-Ван; Франц, Брайан А.; Ху, Юнсян; Кнобельшписсе, Кирк; Верделл, П. Джереми; Ибрагим, Амир; Кэрнс, Брайан; Чейз, Элисон (17 июля 2019 г.). «Инверсия многоугольных поляриметрических измерений над открытыми и прибрежными водами океана: совместный алгоритм поиска свойств аэрозоля и излучения, выходящего из воды». Методы атмосферных измерений . 12 (7). Copernicus GmbH: 3921–3941. Bibcode : 2019AMT....12.3921G. doi : 10.5194/amt-12-3921-2019 . hdl : 11603/13517 . ISSN  1867-8548. S2CID  199077018.
  18. ^ Сорошиан, Армин; Коррал, Андреа Ф.; Браун, Рэйчел А.; Кэрнс, Брайан; Кросби, Эван; Ферраре, Ричард; Хэйр, Джонатан; Клеб, Мэри М.; Хоссейн Марди, Али; Маринг, Хэл; МакКомиски, Эллисон; Мур, Ричард; Пейнмал, Дэвид; Скарино, Эми Джо; Шлоссер, Джозеф; Шинглер, Тейлор; Шук, Майкл; Ван, Хайлун; Цзэн, Сюбин; Зиемба, Люк; Зюйдема, Пакита (21 марта 2020 г.). «Атмосферные исследования над западным регионом Северной Атлантики и североамериканским восточным побережьем: обзор прошлых работ и предстоящие задачи». Журнал геофизических исследований: Атмосферы . 125 (6). Американский геофизический союз (AGU): 10.1029/2019jd031626. Bibcode : 2020JGRD..12531626S. doi : 10.1029/2019jd031626. ISSN  2169-897X. PMC 7375207. PMID 32699733  . 
  19. ^ Шолларт Уз, Стефани; Ким, Грейс Э.; Маннино, Антонио; Верделл, П. Джереми; Цорциу, Мария (5 ноября 2019 г.). «Развитие сообщества практиков для прикладного использования будущих данных PACE для решения проблем морской продовольственной безопасности». Frontiers in Earth Science . 7 . Frontiers Media SA: 283. Bibcode :2019FrEaS...7..283S. doi : 10.3389/feart.2019.00283 . hdl : 2060/20200000721 ​​. ISSN  2296-6463.
  20. ^ аб Коуз-Николсон, Керри; Таунсенд, Филип А.; Шимель, Дэвид; Ассири, Али М.; Блейк, Памела Л.; Буонджорно, Мария Фабриция; Кэмпбелл, Петя; Кармон, Нимрод; Кейси, Кимберли А.; Корреа-Пабон, Роза Эльвира; Далин, Кайла М.; Дашти, Хамид; Деннисон, Филип Э.; Дирсен, Хайди; Эриксон, Адам; Фишер, Джошуа Б.; Фруэн, Роберт; Гатебе, Чарльз К.; Голизаде, Хамед; Гирак, Мишель; Гленн, Нэнси Ф.; Гудман, Джеймс А.; Гриффит, Дэниел М.; Гильдия, Лиана; Хаккенберг, Кристофер Р.; Хохберг, Эрик Дж.; Холмс, Томас Р.Х.; Ху, Чуанмин; Халли, Глинн; Хюммрих, Карл Ф.; Кудела, Рафаэль М.; Кокали, Раймонд Ф.; Ли, Кристин М.; Мартин, Роберта; Миллер, Чарльз Э.; Моисей, Уэсли Дж.; Мюллер-Каргер, Фрэнк Э.; Ортис, Джозеф Д.; Отис, Дэниел Б.; Пахлеван, Нима; Художник Томас Х.; Павлик, Райан; Поултер, Бен; Ци, И; Реалмуто, Винсент Дж.; Робертс, Дар; Шепман, Майкл Э.; Шнайдер, Фабиан Д.; Шванднер, Флориан М.; Сербин, Шон П.; Шикломанов Алексей Н.; Ставрос, Е. Наташа; Томпсон, Дэвид Р.; Торрес-Перес, Хуан Л.; Терпи, Кевин Р.; Цорциу, Мария; Устин, Сьюзен; Ю, Цянь; Юсуп, Юсри; Чжан, Цинъюань (2021). «Поверхностная биология и геология НАСА, обозначенные как наблюдаемые: взгляд на алгоритмы визуализации поверхности». Дистанционное зондирование окружающей среды . 257. Elsevier BV: 112349. Bibcode : 2021RSEnv.257k2349C. doi : 10.1016/j.rse. 2021.112349 . hdl : 11603/24338 . ISSN  0034-4257. S2CID  233545521.
  21. ^ Wolny, Jennifer L.; Tomlinson, Michelle C.; Schollaert Uz, Stephanie; Egerton, Todd A.; McKay, John R.; Meredith, Andrew; Reece, Kimberly S.; Scott, Gail P.; Stumpf, Richard P. (26 мая 2020 г.). «Текущее и будущее дистанционное зондирование вредоносного цветения водорослей в заливе Чесапик для поддержки индустрии разведения моллюсков». Frontiers in Marine Science . 7. Frontiers Media SA. doi : 10.3389/fmars.2020.00337 . ISSN  2296-7745.

Внешние ссылки