Десятилетний обзор наук о Земле
Десятилетний обзор наук о Земле (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 удаленные исследования. ощущение. Он написан и выпущен по запросу трёх правительственных агентств США: Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) , Национального управления океанических и атмосферных исследований (НОАА) и Геологической службы США (USGS) . Исследование подготовлено Комитетом по десятилетнему исследованию наук о Земле и их применениям из космоса (ESAS) Совета по космическим исследованиям Национальной академии наук, инженерии и медицины (NASEM), Отдел инженерных и физических наук. [ 1 ] Такие агентства, как НАСА, используют рекомендации десятилетнего исследования для определения приоритетов финансирования конкретных типов научно-исследовательских проектов. [ 2 ]
По состоянию на 2021 год были опубликованы два десятилетних исследования. Первый, рассчитанный на десятилетие 2007–2017 годов, «Наука о Земле и ее применение из космоса: национальные императивы на следующее десятилетие и последующий период» был опубликован в 2007 году. [ 3 ] Второе издание, рассчитанное на десятилетие с 2017 по 2027 годы, «Процветание на нашей меняющейся планете: десятилетняя стратегия наблюдений Земли из космоса» было опубликовано в 2018 году. [ 4 ] [ 5 ]
История
[ редактировать ]До десятилетних исследований
[ редактировать ]Национальная академия наук начала создавать технические группы и осуществлять надзор за спутниками наблюдения Земли в конце 1950-х годов после запуска «Эксплорер-I» и « спутников Авангард» . [ 6 ]
За годы, предшествовавшие официальным десятилетним исследованиям, Совет космических исследований Национального исследовательского совета подготовил множество отчетов, в которых излагались цели наблюдения Земли. Примеры включают: «Оценку программ спутникового наблюдения Земли» 1991 г., [ 7 ] «Использование оперативных спутниковых данных об окружающей среде: обеспечение готовности к 2010 году и последующий период» 2004 г., «Наука о Земле и ее применение из космоса: неотложные потребности и возможности на службе нации» и «Продление эффективного срока службы исследовательских миссий по наблюдению Земли» 2005 г. [ 3 ]
2007-2017, Наука о Земле и ее применение из космоса.
[ редактировать ]В документе «Наука о Земле и ее применение из космоса: национальные императивы на следующее десятилетие и далее» содержится призыв разделить наблюдения Земли на семь категорий: применение и социальные выгоды, изменение землепользования , погода , изменение климата , водные ресурсы , здоровье человека и твердые почвы . Земные опасности . [ 3 ] Соответствующий документ планирования НАСА был выпущен в 2010 году под названием «Климатическая инициатива» (полное название: «Ответ на вызов изменения климата и окружающей среды: План НАСА по климатоцентрической архитектуре для наблюдений за Землей и их применения»). [ 8 ]
Рекомендуемые миссии исследования 2007 года включали множество спутников, которые начали работать в том или ином формате. Например, исследование рекомендовало продолжить работу NPOESS (распущенной), которая теперь называется JPSS , включая такие инструменты, как VIIRS, на двух спутниках Suomi-NPP и NOAA-20, которые были запущены в 2011 и 2017 годах. Активная пассивная пассивная влажность почвы (SMAP) была запущен в 2015 году. Спутник для измерения ледяных облаков и высоты суши (ICESat-2) был запущен в 2018 году. Эксперимент по восстановлению гравитации и климата -II, позже названный Follow-On (GRACE-FO), был запущен в 2018 году для продолжения сбора данных с GRACE. -1 и -2.
Другие миссии, рекомендованные исследованием 2007 года, по состоянию на 2021 год все еще находятся на стадии планирования. Например, 3D-Winds запланирован на 2023–2026 годы. Экосистемы аэрозольных облаков (ACE) были предшественниками экосистем планктона, аэрозоля, облаков и океана ( ПАСЕ), запуск которой запланирован на 2023 или 2024 год. Топография поверхностных вод и океана (SWOT ) планируется запустить в 2022 году. [ 4 ]
Другие миссии из списка 2007 года имели другие результаты по состоянию на 2021 год. Гиперспектральный инфракрасный тепловизор (HyspIRI) - спутниковая миссия. [ 9 ] был отменен как спутниковая миссия, но использовался в качестве бортового датчика. [ 10 ] Миссия Климатической обсерватории абсолютной радиации и рефракции (CLARREO) не имеет установленной даты запуска по состоянию на 2021 год. [ 11 ] В 2011 году финансирование проекта «Деформация, структура экосистемы и динамика льда» (DESDynI) было сокращено. [ 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 глобальному составу атмосферы (GACM), осадкам, всепогодной температуре и влажности (PATH), [ 15 ] Процессы снега и холода на суше (SCLP) и расширенная миссия по векторным ветрам в океане (XOVWM) не были реализованы, как это было предусмотрено в исследовании 2007 года.
2017–2027, Процветание на нашей меняющейся планете
[ редактировать ]В документе «Процветание на нашей изменяющейся планете: десятилетняя стратегия наблюдения Земли из космоса» темами наблюдения Земли, которые были признаны наиболее важными в опросе 2017 года, были: свойства аэрозолей , атмосферные ветры, парниковые газы , биология и геология поверхности, наземная экосистема. структура, океана структура экосистемы , водно-прибрежная биогеохимия , влажность почвы , ветры и течения на поверхности океана , энергетический баланс растительности, снега и поверхности, а также топография поверхности и растительность . [ 4 ]
Исследование 2017 года рекомендовало агентствам США НАСА, НОАА и Геологической службы США работать над скоординированным подходом к наблюдениям за Землей в следующем десятилетии. [ 16 ]
В области науки об аэрозолях и облаках перечисленные приоритеты включают создание поляриметрического формирователя изображения для наблюдений аэрозолей в атмосфере Земли с целью улучшения прогнозов погоды. [ 17 ] и одновременное развертывание поляриметра и лидара с самолета (воздушные измерения). [ 18 ]
Исследование рекомендовало целенаправленную и раннюю разработку приложений для спутниковых данных, чтобы ответить на общественно значимые исследовательские вопросы до официального оформления новых спутниковых миссий и задолго до запуска. [ 19 ]
Исследование 2017 года показало, что из миссий, изложенных в опросе 2007 года, некоторые были успешно запущены («выполнены»), некоторые были рекомендованы, но требовали дальнейшего планирования («частично реализованы» или «определенный программный элемент»), а некоторые были ему присвоен неопределенный статус (так называемый «инкубационный», «нераспределенный» или «рекомендованный в качестве кандидата для миссий по исследованию системы Земли» в будущем).
Определенные элементы программы и будущие миссии, которые были определены в качестве приоритетов, включают: PACE , поверхностную биологию и геологию, преемника GRACE-FO и преемника NISAR . [ 4 ]
Поверхностная биология и геология были одним из назначенных элементов программы. Цель состоит в том, чтобы улучшить измерения характеристик поверхности Земли для управления природными ресурсами , продовольственной и водной безопасности , а также для многих других приложений. [ 20 ] По состоянию на 2021 год эта миссия все еще находится на ранней стадии планирования, но, скорее всего, будет иметь пространственное разрешение в 10 метров, время повторного посещения 16 дней и комбинацию гиперспектрального и мультиспектрального покрытия. [ 21 ] [ 20 ]
См. также
[ редактировать ]- Десятилетний обзор астрономии и астрофизики
- Десятилетнее обследование
- Спутник наблюдения Земли
- Крупные стратегические научные миссии
- Список спутников наблюдения Земли
- Десятилетний обзор планетарной науки
- Дистанционное зондирование
- Дистанционное зондирование (геология)
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Национальные академии наук, техники и медицины (2021 г.). «Комитет по наукам о Земле и их применению из космоса» . Nationalacademies.org . Проверено 20 октября 2021 г.
{{cite web}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Йодер, Джеймс А. (2019). «Десятилетное исследование Национальной академии наук по наукам о Земле и их применениям из космоса» (PDF) . Океанографический институт Вудс-Хоул. Международная координационная группа по цвету океана (IOCCG) . Проверено 20 октября 2021 г.
- ^ Jump up to: а б с Наука о Земле и ее применение из космоса . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. 1 сентября 2007 г. doi : 10.17226/11820 . ISBN 978-0-309-10387-9 .
- ^ Jump up to: а б с д Процветание на нашей меняющейся планете . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. 19 декабря 2018 г. doi : 10.17226/24938 . ISBN 978-0-309-46757-5 .
- ^ «Декадный обзор» . Управление научной миссии . 5 января 2018 года . Проверено 20 октября 2021 г.
- ^ «NAS и первый спутник Земли США» . Национальная академия наук . 31 января 1958 года . Проверено 20 октября 2021 г.
- ^ Прочтите «Оценку программ спутникового наблюдения Земли – 1991» на сайте NAP.edu . 1 декабря 1990 г. doi : 10.17226/12322 . ISBN 978-0-309-12287-0 . Проверено 20 октября 2021 г.
{{cite book}}
:|website=
игнорируется ( помогите ) - ^ Петро, Сюзанна; Фам, Карен; Хилтон, Джордж (2020). «Интеграция и тестирование миссии планктона, аэрозоля, облака, экосистемы океана (PACE)». Аэрокосмическая конференция IEEE 2020 . IEEE. стр. 1–20. дои : 10.1109/aero47225.2020.9172326 . hdl : 2060/20190032036 . ISBN 978-1-7281-2734-7 .
- ^ Кокалы, РФ; Терпи, КР (2019). «Рабочая группа по калибровке и проверке поверхностной биологии и геологии (SBG)». IGARSS 2019–2019 Международный симпозиум IEEE по геонаукам и дистанционному зондированию . стр. 8517–8518. дои : 10.1109/IGARSS.2019.8900236 . ISBN 978-1-5386-9154-0 . S2CID 208033697 .
- ^ «Воздушная кампания по созданию гиперспектрального инфракрасного изображения (HyspIRI)» . Программа НАСА по воздушно-десантным наукам . 21 июля 2020 г. Проверено 20 октября 2021 г.
- ^ «КЛАРРЕО» . clarreo.larc.nasa.gov . 1 февраля 2012 года. Архивировано из оригинала 1 марта 2012 года . Проверено 20 октября 2021 г.
{{cite web}}
: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ) - ^ Бринтон, Тернер (7 марта 2011 г.). «НАСА сокращает две миссии по наукам о Земле по приказу Белого дома» . Space.com . Проверено 20 октября 2021 г.
- ^ «ГЕО-МЫС» . ГЕО-КАПЕ . 17 февраля 2021 г. Проверено 20 октября 2021 г.
- ^ Ю, Энтони В.; Хардинг, Дэвид Дж.; Крайнак, Майкл А.; Абшир, Джеймс Б.; Сунь, Сяоли; Кавано, Джон; Валетт, Сьюзен; Рамос-Искьедро, Луис; Винкерт, Том; Растения, Майкл; Киршнер, Синтия; Камамиа, Брайан; Хассельбрак, Уильям; Филемир, Тимофей (12 июня 2011 г.). «Разработка бортового лидарного симулятора топографии поверхности». Международный симпозиум по лидарному и радиолокационному картографированию 2011: Технологии и приложения . Том. 8286. ШПИОН. п. 828603. дои : 10.1117/12.912564 .
- ^ Ламбригцен, Бьёрн; Браун, Шеннон Т; Гайер, Тодд С; 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. дои : 10.1109/jproc.2009.2031444 . ISSN 0018-9219 . S2CID 29697274 .
- ^ «Десятилетний обзор излагает ключевые приоритеты науки о Земле» . CU Боулдер сегодня . 5 января 2018 года . Проверено 20 октября 2021 г.
- ^ Гао, Мэн; Чжай, Пэн-Ван; Франц, Брайан А.; Ху, Юнсян; Кнобельсписсе, 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 восстановления свойств излучения аэрозоля и выходящей из воды» . Методы измерения атмосферы . 12 (7). Коперник ГмбХ: 3921–3941. Бибкод : 2019AMT....12.3921G . дои : 10.5194/amt-12-3921-2019 . hdl : 11603/13517 . ISSN 1867-8548 . S2CID 199077018 .
- ^ Сорушян, Армин; Коррал, Андреа Ф.; Браун, Рэйчел А.; Кэрнс, Брайан; Кросби, Юэн; Ферраре, Ричард; Волосы, Джонатан; Клеб, Мэри М.; Хосейн Марди, Али; Маринг, Хэл; Маккомиски, Эллисон; Мур, Ричард; Пейнемал, Дэвид; Скарино, Эми Джо; Шлоссер, Джозеф; Шинглер, Тейлор; Шук, Майкл; Ван, Хайлун; Цзэн, Сюбин; Зиемба, Люк; Зуйдема, Пахита (21 марта 2020 г.). «Атмосферные исследования в западной части северной части Атлантического океана и восточном побережье Северной Америки: обзор прошлых работ и предстоящих задач» . Журнал геофизических исследований: Атмосфера . 125 (6). Американский геофизический союз (AGU): 10.1029/2019jd031626. Бибкод : 2020JGRD..12531626S . дои : 10.1029/2019jd031626 . ISSN 2169-897X . ПМЦ 7375207 . ПМИД 32699733 .
- ^ 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» . Границы в науках о Земле . 7 . Frontiers Media SA: 283. Бибкод : 2019FrEaS...7..283S . дои : 10.3389/feart.2019.00283 . hdl : 2060/20200000721 . ISSN 2296-6463 .
- ^ Jump up to: а б Коуз-Николсон, Керри; Таунсенд, Филип А.; Шимель, Дэвид; Ассири, Али М.; Блейк, Памела Л.; Доброе утро, 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; Гейтбе, 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; Остин, Сьюзен; Ю, Цянь; Юсуф, Юсри; Чжан, Цинъюань (2021). «Наземная биология и геология НАСА, обозначенная как наблюдаемая: взгляд на алгоритмы построения изображений поверхности» . Дистанционное зондирование окружающей среды . 257 . Elsevier BV: 112349. Бибкод : 2021RSEnv.257k2349C . дои : 10.1016/j.rse.2021.112349 . hdl : 11603/24338 . ISSN 0034-4257 . S2CID 233545521 .
- ^ Волни, Дженнифер Л.; Томлинсон, Мишель С.; Шолларт Уз, Стефани; Эгертон, Тодд А.; Маккей, Джон Р.; Мередит, Эндрю; Рис, Кимберли С.; Скотт, Гейл П.; Штумпф, Ричард П. (26 мая 2020 г.). «Текущее и будущее дистанционное зондирование вредоносного цветения водорослей в Чесапикском заливе для поддержки индустрии моллюсков» . Границы морской науки . 7 . Фронтирс Медиа С.А. дои : 10.3389/fmars.2020.00337 . ISSN 2296-7745 .