Le Wallops Flight Facility Aircraft Office exploite l'avion de recherche C-23 Sherpa de la NASA disponible pour soutenir la recherche scientifique aéroportée. Le C-23 est un avion bimoteur à turbopropulseurs conçu pour fonctionner dans les conditions les plus difficiles, dans un large éventail de configurations de mission. Crédit :NASA
En mai, une équipe de scientifiques de Goddard commencera à mesurer les gaz à effet de serre dans la région médio-atlantique, une zone choisie en partie parce qu'elle englobe une gamme de végétation, climat, et les types de sols qui influenceraient les échanges de dioxyde de carbone et de méthane entre la Terre et l'atmosphère.
La campagne aéroportée, appelé Carbon Airborne Flux Experiment, ou CARAFE, pourrait aider les scientifiques à mieux comprendre le processus d'échange, également connu sous le nom de flux, et améliorer les modèles informatiques qui prédisent les puits de carbone de la Terre, zones naturelles ou artificielles qui absorbent le dioxyde de carbone ou le méthane.
Ce que les scientifiques savent
Les scientifiques savent combien de dioxyde de carbone est produit chaque année par la combustion de combustibles fossiles. Ils savent également qu'environ 44 % de ces émissions restent dans l'atmosphère et que les océans et les puits terrestres absorbent le reste. Ce qu'ils ne savent pas non plus, c'est quels mécanismes biologiques contrôlent actuellement l'absorption et le stockage dans les graminées, cultures, et des arbres. Ils ne savent pas non plus si ces puits vont continuer, compte tenu des émissions toujours croissantes et du changement climatique.
Actuellement, la plupart des données de flux sont recueillies dans des tours ou déduites des mesures du carbone atmosphérique, y compris ceux des satellites. Malheureusement, les tours ne mesurent généralement que les conditions qui se produisent dans leurs environs généraux.
CARAFE aidera à y remédier. L'équipe utilisera les données CARAFE pour déterminer dans quelle mesure les modèles informatiques représentent les variations de flux régionales et compareront les taux de flux de surface réels avec ceux déduits des données satellitaires, ce qui contribuera à améliorer la modélisation informatique existante de l'atmosphère et des écosystèmes. Ces analyses peuvent aider à améliorer les représentations de la surface terrestre dans les modèles météorologiques et climatiques.
Les scientifiques de Goddard Randy Kawa (assis) et Paul Newman voleront modifiés, analyseurs de méthane/dioxyde de carbone du commerce, capteurs de vent, caméra, et GPS sur un avion Sherpa C-23 pour obtenir des mesures régionales du flux de carbone. Ils sont représentés ici avec l'ordinateur devant et l'un des instruments derrière l'écran. Crédit :NASA/W. Hrybyk
"J'espère que nous pourrons démontrer la valeur de ces mesures, " a déclaré Randy Kawa, chercheur principal de CARAFE, un expert en modélisation carbone. "Nous voulons construire une image sûre et cohérente des flux de dioxyde de carbone et de méthane et de leur dépendance vis-à-vis de la biologie sous-jacente, géologique, conditions météorologiques, et les procédés chimiques. Cela permettra aux décideurs de prendre des décisions mieux informées sur la politique et les impacts des gaz à effet de serre. »
Campagne d'un mois
Pendant la campagne d'un mois, un avion Sherpa C-23 de la NASA de l'installation de vol Wallops sur la côte est de la Virginie volera à différentes altitudes au-dessus de la région de la forêt de Pocomoke sur la côte est du Maryland ; les zones agricoles et les marais intertidaux de la côte est de la Virginie au sud du Delaware; la baie de Chesapeake et l'océan Atlantique; le sud du Maryland; les Pine Barrens du New Jersey dans la partie sud de l'État; et la rivière Alligator et le Great Dismal Swamp dans l'est de la Caroline du Nord et le sud-est de la Virginie.
En volant "bas et lentement, " la campagne est modifiée, analyseurs de méthane/dioxyde de carbone du commerce, capteurs de vent, caméra, et le GPS recueillera 10 mesures soigneusement synchronisées par seconde. Spécifiquement, les instruments mesureront à la fois les niveaux de gaz à effet de serre le long de la limite des arbres et les vitesses verticales du vent, qui, une fois combinés, révèlent à quelle vitesse ces gaz se transfèrent vers ou depuis l'atmosphère.
"Si les données GPS sont éteintes même d'une demi-seconde, les mesures de flux sont éteintes, " a déclaré le co-chercheur principal de CARAFE, Paul Newman, ajoutant que l'équipe a utilisé le financement du programme de recherche et développement interne Goddard pour modifier les instruments et développer le système de données.
"Ce que nous essayons de déterminer, c'est à quelle vitesse les arbres absorbent le dioxyde de carbone, " dit-il. " Ce taux diffère pour différents arbres, arbustes, graminées, et d'autres conditions. Tous ont des niveaux d'absorption différents. Cela change si la végétation n'a pas assez d'eau, par exemple, ou s'il est sain. Nous devons représenter cela dans ou des modèles. Il faut comprendre les tarifs."
