Satelit dan Drone Digunakan Untuk Mempelajari Kenaikan Permukaan Laut

Ketika kita memikirkan perubahan iklim, salah satu gambaran paling dramatis yang muncul di benak kita adalah hilangnya es glasial. Saat Bumi menghangat, sungai es yang sangat besar ini menjadi korban dari kenaikan suhu. Namun, seiring mundurnya lapisan es, mereka juga menjadi kontributor penting bagi salah satu akibat yang lebih berbahaya dari perubahan iklim: kenaikan permukaan laut. Di MIT, tim ilmuwan interdisipliner bertekad untuk meningkatkan prediksi kenaikan permukaan laut untuk abad berikutnya, sebagian dengan melihat lebih dekat pada fisika lapisan es.

Bulan lalu, dua proposal penelitian tentang topik tersebut, yang dipimpin oleh Brent Minchew, Cecil dan Profesor Pengembangan Karir Hijau Ida di Departemen Ilmu Bumi, Atmosfer dan Planet (EAPS), diumumkan sebagai finalis dalam inisiatif Tantangan Besar Iklim MIT. Diluncurkan pada Juli 2020, Climate Grand Challenges mengirimkan hampir 100 proposal proyek dari kolaborator di seluruh Institut yang mengindahkan tuntutan berani: untuk mengembangkan penelitian dan inovasi yang akan memberikan kemajuan yang mengubah permainan dalam upaya dunia untuk mengatasi tantangan iklim.

Sebagai finalis, Minchew dan rekan-rekannya dari departemen Studi dan Perencanaan Perkotaan, Ekonomi, Teknik Sipil dan Lingkungan, Observatorium Haystack, dan mitra eksternal, menerima $100.000 untuk mengembangkan rencana penelitian mereka. Sebagian dari 27 proposal yang dipilih sebagai finalis akan diumumkan bulan depan, yang merupakan portofolio proyek “unggulan” multi-tahun yang menerima dana dan dukungan tambahan.

Salah satu tujuan dari kedua proposal Minchew adalah untuk lebih memahami proses paling mendasar yang mengatur perubahan cepat dalam es glasial, dan menggunakan pemahaman itu untuk membangun model generasi berikutnya yang lebih dapat memprediksi perilaku lapisan es saat mereka merespons, dan memengaruhi, perubahan iklim.

“Kita perlu mengembangkan model yang lebih akurat dan efisien secara komputasi yang memberikan proyeksi kenaikan permukaan laut yang dapat diuji selama beberapa dekade mendatang. Untuk melakukannya dengan cepat, kami ingin melakukan pengamatan yang lebih baik dan lebih sering serta mempelajari fisika lapisan es dari data ini,” kata Minchew. "Misalnya, berapa banyak tekanan yang harus Anda berikan pada es sebelum pecah?"

Saat ini, grup Dinamika Gletser dan Penginderaan Jauh Minchew menggunakan satelit untuk mengamati lapisan es di Greenland dan Antartika terutama dengan radar aperture sintetis interferometrik (InSAR). Tetapi data sering dikumpulkan dalam interval waktu yang lama, yang hanya memberi mereka gambaran "sebelum dan sesudah" peristiwa besar. Dengan melakukan pengukuran yang lebih sering pada skala waktu yang lebih pendek, seperti jam atau hari, mereka bisa mendapatkan gambaran yang lebih rinci tentang apa yang terjadi di dalam es.

“Banyak kunci yang tidak diketahui dalam proyeksi kami tentang seperti apa lapisan es di masa depan, dan bagaimana mereka akan berkembang, melibatkan dinamika gletser, atau pemahaman kami tentang bagaimana kecepatan aliran dan hambatan aliran. terkait,” kata Minhew.

Inti dari dua proposal adalah pembuatan SACOS, Sistem Observatorium Iklim Lintas Udara Stratosfer. Kelompok tersebut membayangkan pengembangan drone bertenaga surya yang dapat terbang di stratosfer selama berbulan-bulan pada suatu waktu, melakukan pengukuran lebih sering menggunakan radar baru yang ringan, berdaya rendah dan instrumentasi resolusi tinggi lainnya. Mereka juga mengusulkan sensor air-dropping langsung ke es, dilengkapi dengan seismometer dan pelacak GPS untuk mengukur getaran frekuensi tinggi di es dan menentukan gerakan alirannya.

Bagaimana gletser berkontribusi pada kenaikan permukaan laut

Model iklim saat ini memprediksi peningkatan permukaan laut selama abad berikutnya, tetapi seberapa banyak masih belum jelas. Perkiraan berkisar antara 20 sentimeter hingga dua meter, yang merupakan perbedaan besar dalam hal memberlakukan kebijakan atau mitigasi. Minchew menunjukkan bahwa langkah-langkah respons akan berbeda, tergantung pada ujung skala mana ia jatuh. Jika mendekati 20 sentimeter, penghalang pantai dapat dibangun untuk melindungi daerah dataran rendah. Tetapi dengan lonjakan yang lebih tinggi, tindakan seperti itu menjadi terlalu mahal dan tidak efisien untuk dilakukan, karena seluruh bagian kota dan jutaan orang harus dipindahkan.

“Jika kita melihat masa depan di mana kita bisa mendapatkan lebih dari satu meter kenaikan permukaan laut pada akhir abad ini, maka kita perlu mengetahuinya lebih cepat daripada nanti sehingga kita dapat mulai merencanakan dan melakukan tindakan kita. terbaik untuk mempersiapkan skenario itu, ”katanya.

Ada dua cara gletser dan lapisan es berkontribusi pada naiknya permukaan laut: pencairan es secara langsung dan transportasi es yang dipercepat ke lautan. Di Antartika, air yang memanas mencairkan tepi lapisan es, yang cenderung mengurangi tekanan resistif dan memungkinkan es mengalir lebih cepat ke laut. Penipisan ini juga dapat menyebabkan lapisan es menjadi lebih rentan retak, memfasilitasi pelepasan gunung es — peristiwa yang terkadang menyebabkan percepatan aliran es lebih jauh.

Dengan menggunakan data yang dikumpulkan oleh SACOS, Minchew dan kelompoknya dapat lebih memahami sifat material apa di dalam es yang memungkinkan terjadinya rekahan dan pembelahan gunung es, dan membangun gambaran yang lebih lengkap tentang bagaimana lapisan es merespons kekuatan iklim.

“Yang saya inginkan adalah mengurangi dan mengukur ketidakpastian dalam proyeksi kenaikan permukaan laut hingga tahun 2100,” katanya.

Dari gambaran yang lebih lengkap itu, tim — yang juga mencakup ekonom, insinyur, dan spesialis perencanaan kota — dapat bekerja mengembangkan model dan metode prediktif untuk membantu masyarakat dan pemerintah memperkirakan biaya yang terkait dengan kenaikan permukaan laut, mengembangkan strategi infrastruktur yang baik, dan memacu inovasi rekayasa.

Memahami dinamika gletser

Pengukuran radar yang lebih sering dan pengumpulan data seismik dan GPS dengan resolusi lebih tinggi akan memungkinkan Minchew dan tim untuk mengembangkan pemahaman yang lebih baik tentang kategori luas dinamika gletser — termasuk melahirkan, proses penting dalam menetapkan laju kenaikan permukaan laut yang saat ini tidak dipahami dengan baik.

“Beberapa dari apa yang kami lakukan sangat mirip dengan apa yang dilakukan oleh seismolog,” katanya. “Mereka mengukur gelombang seismik setelah gempa bumi, atau letusan gunung berapi, atau hal-hal seperti ini dan menggunakan pengamatan itu untuk lebih memahami mekanisme yang mengatur fenomena ini.”

Sensor yang dapat dijatuhkan dari udara akan membantu mereka mengumpulkan informasi tentang pergerakan lapisan es, tetapi metode ini memiliki kelemahan — seperti pemasangan dan pemeliharaan, yang sulit dilakukan pada lapisan es besar yang bergerak dan mencair. Selain itu, masing-masing instrumen hanya dapat melakukan pengukuran di satu lokasi. Minchew menyamakannya dengan bobber di dalam air: Yang bisa dikatakannya hanyalah bagaimana bobber bergerak saat ombak mengganggunya.

Tetapi dengan juga melakukan pengukuran radar terus menerus dari udara, tim Minchew dapat mengumpulkan pengamatan baik di ruang angkasa maupun dalam waktu. Alih-alih hanya menonton bobber di dalam air, mereka dapat secara efektif membuat film tentang gelombang yang merambat keluar, serta memvisualisasikan proses seperti gunung es yang meletus dalam berbagai dimensi.

Setelah bobber terpasang dan film direkam, langkah selanjutnya adalah mengembangkan algoritme pembelajaran mesin untuk membantu menganalisis semua data baru yang dikumpulkan. Sementara jenis penemuan berbasis data ini telah menjadi topik hangat di bidang lain, ini adalah pertama kalinya diterapkan pada penelitian gletser.

“Kami telah mengembangkan metodologi baru ini untuk menyerap data dalam jumlah besar ini,” katanya, “dan dari situ kami menciptakan cara yang sama sekali baru dalam menganalisis sistem untuk menjawab pertanyaan mendasar dan sangat penting ini.”

 

Satelit dan Drone Digunakan Untuk Mempelajari Kenaikan Permukaan Laut Satelit dan Drone Digunakan Untuk Mempelajari Kenaikan Permukaan Laut Reviewed by Admin on April 03, 2022 Rating: 5

Tidak ada komentar:

Home Ads

Diberdayakan oleh Blogger.