Su hayattır, ancak tüm önemine rağmen, insanlık, Dünya’nın tatlı su kütleleri hakkında şaşırtıcı derecede sınırlı bir görüşe sahiptir. Araştırmacılar, dünya çapında sadece birkaç bin göl için güvenilir su seviyesi ölçümlerine sahip ve gezegenin bazı önemli nehir sistemleri hakkında çok az veya hiç veri yok. Yaklaşan Yüzey Suyu ve Okyanus Topografyası (SWOT) uydusu bu muazzam boşluğu dolduracak. Dünyanın su döngüsünün daha iyi anlaşılmasına yardımcı olarak, hem su kaynaklarının daha iyi yönetilmesine yardımcı olacak hem de iklim değişikliğinin gölleri, nehirleri ve rezervuarları nasıl etkilediğine dair bilgileri genişletecektir.
Kanada Uzay Ajansı ve Birleşik Krallık Uzay Ajansı’nın katkılarıyla NASA ve Fransız uzay ajansı Centre National d’Études Spatial (CNES) arasında bir işbirliği olan SWOT’un Kasım ayında Kaliforniya’daki Vandenberg Uzay Kuvvetleri Üssü’nden fırlatılması planlanıyor. Mühendisler ve teknisyenler, Fransa’nın Cannes kentinde Thales Alenia Space tarafından işletilen bir tesiste uydu üzerinde çalışmalarını tamamlıyorlar.
SWOT’un, Dünya yüzeyindeki su kütlelerinin yüksekliğini ölçmek de dahil olmak üzere birkaç önemli görevi vardır. Okyanus üzerinde, uydu, 100 kilometreden daha kısa olan girdaplar gibi özellikleri görebilecek – önceki deniz seviyesindeki uyduların gözlemleyebildiğinden daha küçük. SWOT ayrıca, Dünya’nın 15 dönümden (6 hektar) büyük göllerinin ve 330 fitten (100 metre) daha geniş nehirlerin %95’inden fazlasını ölçecektir.
Kuzey Carolina Üniversitesi, Chapel Hill’de bulunan NASA tatlı su bilimi lideri Tamlin Pavelsky, “Mevcut veritabanları dünya çapında birkaç bin göl hakkında bilgi içerebilir” dedi. “SWOT bu sayıyı 2 milyon ile 6 milyon arasına itecek.”
Bir gölde, nehirde veya rezervuarda olsun, su yüksekliğini ölçmenin yanı sıra SWOT, kapsamını veya yüzey alanını da ölçecektir. Bu önemli bilgi, bilim adamlarının tatlı su kütlelerinde ne kadar suyun hareket ettiğini hesaplamasını sağlayacaktır. NASA’nın Güney Kaliforniya’daki Jet Propulsion Laboratuvarı’nda SWOT proje bilimcisi Lee-Lueng Fu, “Suyun hacmini bir kez kavradığınızda, su bütçesini veya bir bölgeye ne kadar suyun girip çıktığını daha iyi değerlendirebilirsiniz” dedi. hangi misyon ABD bölümünü yönetir.
Bu önemlidir çünkü iklim değişikliği Dünya’nın su döngüsünü hızlandırmaktadır. Daha yüksek sıcaklıklar, atmosferin daha fazla su tutabileceği anlamına gelir (su buharı şeklinde), bu da örneğin yağmur fırtınalarının bir bölgenin tipik olarak görebileceğinden daha güçlü olmasına neden olabilir. Bu da çiftliklere zarar vererek ekinlere zarar verebilir. Bu tür hızlanan değişiklikler, bir topluluğun su kaynaklarını yönetmeyi daha zor hale getirebilir.
“Dünya’nın su döngüsü yoğunlaştıkça, sel ve kuraklık gibi gelecekteki aşırı olayları tahmin etmek, hem okyanustan gelen su arzındaki değişiklikleri hem de su talebini ve karadaki kullanımı izlemeyi gerektirir. SWOT’un Dünya üzerindeki tüm yüzey sularına küresel bakışı bize tam olarak bunu verecektir” dedi. Nadya Vinogradova Shiffer, SWOT’un Washington’daki NASA Genel Merkezi’ndeki program bilimcisi.
Daha büyük, daha iyi bir resim
SWOT, oyunun kurallarını değiştiren verilerini, radar darbelerini su yüzeyinden sektiren ve aynı anda iki antenle geri dönüş sinyali alan Ka-band Radar Girişimölçer (KaRIn) adlı yeni bir araç kullanarak sağlayacak. Antenler, bir patlama üzerinde 33 fit (10 metre) aralıklarla yerleştirildi ve araştırmacıların, uydunun öncüllerinden daha geniş bir yol olan, yaklaşık 75 mil genişliğinde (120 kilometre genişliğinde) bir Dünya yüzeyi boyunca bilgi toplamasını sağladı.
Bu tür bir sistem için gereken mühendislik yanıltıcıdır çünkü böylesine büyük bir anten patlaması inanılmaz bir stabilite gerektirir ve araştırmacıların Dünya’nın okyanus ve tatlı su kütlelerinin ölçümlerini üretmek için çok kesin hesaplamalara ihtiyacı vardır. Pavelsky, “SWOT’un temel fikri 1990’ların sonlarına kadar uzanıyor, ancak bu kavramı gerçeğe dönüştürmek – tüm bu mühendislik – çok fazla zaman ve çaba gerektirdi” dedi.
Halihazırda yörüngede bulunan uydular, okyanusta, çok büyük göllerde ve çok geniş nehirlerde su yüksekliğini veya bir su kütlesinin yüzey alanını ölçebilir. Ancak zaman içinde hacimdeki değişiklikleri hesaplamak için bilim adamlarının, farklı cihazların farklı günlerde aldığı kapsam ve yükseklik ölçümlerini eşleştirmeleri gerekiyor. Bu, dünyadaki nehirlerden ne kadar su aktığı ve bu hacmin ne kadar değiştiği gibi temel ayrıntıları belirlemeyi zorlaştırıyor. Pavelsky, “Bunu zaten bileceğimizi düşünürdünüz,” dedi. “Fakat dünyadaki birçok nehir için bu tür ölçümlerin çoğu yok.”
SWOT, farklı uydulardan gelen kapsam ve yükseklik bilgilerini bir araya getirme ihtiyacını ortadan kaldıracak ve aynı zamanda uydu, araştırmacılara Dünya’nın yüzey suyunun küresel bir görünümünü verecektir. Fransa, Toulouse’daki Laboratoire d’Études en Géophysique et Océanographie Spatiales’te bir SWOT bilim ekibi üyesi ve tatlı su araştırmacısı olan Sylvain Biancamaria, “Tatlı su hakkındaki bilgi ve anlayışımızda muazzam bir değişiklik olacak” dedi.
dahil olmak üzere bazı çalışmalar geçen yıl yayınlanan bir içinde Doğa, dünyadaki göllerin ve nehirlerin zaman içinde nasıl değiştiğine bakmak için su seviyesi ölçümlerini kullandılar. Bununla birlikte, araştırmacıların SWOT’tan beklediği veriler, her ikisi de daha sık ve daha geniş bir Dünya alanı üzerinde örneklenecek olan su seviyelerinin ve yüzey alanının daha iyi anlaşılmasını sağlayacaktır. Yörüngeye girdikten sonra, SWOT günde yaklaşık bir terabayt işlenmemiş veriyi geri gönderecek.
Biancamaria ve Pavelsky gibi bilim adamları, özellikle havza düzeyinde veya bir göl veya nehir ve kolları tarafından boşaltılan arazi alanı hakkında bilgi almayı dört gözle bekliyorlar. Biancamaria, “Toplumsal bir bakış açısından – ister içme suyuna, ister navigasyona, ister taşkın kontrolüne bakıyor olun – suyun havza ölçeğinde yönetilmesi gerekiyor” dedi. “Bu nedenle, tüm havzayı kapsayan gözlemlere ihtiyaç vardır ve SWOT bu tür veri setlerini sağlayacaktır.”