Hệ thống quan sát khí hậu toàn cầu – gọi tắt là GCOS – là một khuôn khổ quốc tế cung cấp các báo cáo hiện trạng và kế hoạch thực hiện cho Công ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu.
Các Kế hoạch Thực hiện của GCOS đặt ra cơ sở cho cộng đồng khoa học cung cấp dữ liệu và thông tin để triển khai hệ thống quan sát khí hậu toàn cầu, nâng cao kiến thức nghiên cứu khoa học, và hỗ trợ các dịch vụ khí hậu và xây dựng các chỉ số khí hậu.
Quan trọng hơn, GCOS định nghĩa các Biến Khí hậu Thiết yếu là các biến vật lý, hóa học hoặc sinh học quan trọng để theo dõi một khía cạnh nhất định của hệ thống Trái đất. Hồ sơ quan sát về các biến số khí hậu này là chìa khóa để hiểu và dự đoán khí hậu trong tương lai, và hỗ trợ việc ra quyết định dựa trên bằng chứng về biến đổi khí hậu và quản lý các rủi ro liên quan.
MAGIC để cải thiện quản lý nước
Được xuất bản gần đây, Kế hoạch triển khai GCOS 2022 và liên kết Các yêu cầu thiết yếu về biến đổi khí hậu các tài liệu thêm ‘trữ lượng nước trên cạn’ như một biến mới vào danh sách 54 Biến Khí hậu Thiết yếu hiện tại.
Lưu trữ nước trên cạn là Biến thể Khí hậu Thiết yếu mới duy nhất được thêm vào.
Lưu trữ nước trên cạn có nghĩa là tổng lượng nước được lưu trữ trên đất – chẳng hạn như nước trong các tảng băng, sông băng, tuyết, đất, hồ, sông và dưới lòng đất. Lượng nước được lưu trữ trong bất kỳ hồ chứa nào trong số này và cách nó thay đổi theo thời gian không chỉ liên quan đến biến đổi khí hậu mà còn có ý nghĩa quan trọng đối với xã hội – ví dụ như đối với các quốc gia có nguy cơ thiếu nước hoặc có nguy cơ nước biển dâng cao. .
Sứ mệnh MAGIC, viết tắt của Mass Change và Geosciences International Constellation, có quan hệ rất chặt chẽ với biến số khí hậu mới này.
Bằng cách đo lực hấp dẫn của Trái đất một cách chi tiết, MAGIC hứa hẹn sẽ cung cấp thông tin mới về sự phân bố và chuyển động của nước trong các đại dương, tảng băng, sông băng, tuyết, gần bề mặt và, duy nhất trong số tất cả các công nghệ cảm biến không gian, cả ở dưới lòng đất.
Trong khi ESA và NASA đã hợp tác chặt chẽ trong hơn một thập kỷ để phát triển một sứ mệnh chung, bao gồm một chòm sao của hai cặp vệ tinh, MAGIC là một trong những ưu tiên trong Đề xuất Chương trình FutureEO tại Hội đồng Bộ trưởng của ESA vào tháng 11.
Đặc biệt, chương trình FutureEO hàng đầu thế giới của ESA đưa ra tầm nhìn dài hạn về Quan sát Trái đất. Chương trình nghiên cứu và phát triển hướng tới tương lai này, khai thác những ý tưởng và khái niệm mới lạ nhằm tạo ra các sứ mệnh vệ tinh tiên phong để hiểu hệ thống Trái đất vì một tương lai bền vững hơn.
Cam kết của các Quốc gia Thành viên của ESA đối với FutureEO và MAGIC là rất quan trọng để thực hiện sứ mệnh thú vị này về phía trước.
MAGIC được xây dựng dựa trên di sản vững chắc của việc đo lực hấp dẫn từ không gian do sứ mệnh GOCE của ESA đặt ra, mang lại một geoid có độ chính xác cao, nghĩa là bề mặt có tiềm năng hấp dẫn bằng nhau được xác định bởi bề mặt giả định của đại dương toàn cầu nằm yên mở rộng dưới các lục địa, và bởi sứ mệnh vệ tinh song song GRACE của Hoa Kỳ và Đức và sứ mệnh Tiếp theo GRACE, đã đo lường các biến thể trọng lực theo thời gian để tiết lộ các quá trình vận chuyển khối lượng quy mô lớn bên trong Trái đất.
MAGIC sẽ đưa việc đo trọng lực từ không gian lên cấp độ tiếp theo, đặc biệt nhờ khả năng phóng to sự thay đổi khối lượng, trao đổi khối lượng và các quá trình vận chuyển nước với độ chính xác và độ phân giải không gian và thời gian được nâng cao.
2011 GOCE geoid
Các quan sát nâng cao của MAGIC là điều cần thiết để giúp đáp ứng các yêu cầu mới khắt khe về việc giám sát trữ lượng nước trên cạn như một Biến khí hậu Thiết yếu, theo định nghĩa của GCOS.
Những yêu cầu này chỉ đơn giản là không thể đáp ứng được bởi nhiệm vụ Theo dõi GRACE ngày hôm nay. MAGIC, tuy nhiên, có thể đảm nhận trách nhiệm cung cấp các quan sát nâng cao về sự thay đổi khối lượng từ không gian gần với việc đáp ứng các yêu cầu của GCOS hơn.
Ví dụ, yêu cầu quan sát toàn cầu hàng ngày cần thiết để cảnh báo sớm lũ lụt sẽ được hưởng lợi từ MAGIC.
Trong khi cung cấp sự hiểu biết tốt hơn về hệ thống Trái đất của chúng ta, các quan sát toàn cầu hàng ngày có độ chính xác cao của MAGIC cũng sẽ mở ra cánh cửa cho các ứng dụng hoạt động mới, chẳng hạn như cảnh báo sớm về các sự kiện cực đoan khác như hạn hán.
Lý do sử dụng các phép đo trọng lực để lập bản đồ lưu trữ nước và cách nó di chuyển có vẻ kỳ quặc, nhưng sự dao động và phân bổ lại trong các hồ chứa nước cũng như những thay đổi về khối lượng băng thực sự gây ra những biến đổi nhỏ theo thời gian về cường độ trường trọng lực của chúng ta có thể được theo dõi từ không gian. Ngoài ra, các phép đo MAGIC cũng sẽ được sử dụng trong các ứng dụng đối với những thay đổi khối lượng Trái đất khác, ví dụ như những thay đổi xảy ra trong động đất.
Trong khi đó, Sáng kiến Biến đổi Khí hậu tiếp tục của ESA, nằm trong Đề xuất Chương trình Không gian Khí hậu mới tại Hội đồng Bộ trưởng của ESA, đang xem xét bổ sung kho chứa nước trên cạn vào danh sách 26 dự án Thiết yếu về Biến đổi Khí hậu.
Sáng kiến này nhận ra tiềm năng của các kho lưu trữ quan sát Trái đất toàn cầu dài hạn mà ESA đã thiết lập trong 30 năm qua như một đóng góp đáng kể và kịp thời cơ sở dữ liệu theo yêu cầu của Công ước khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hậu.