Спутники позволяют ученым рассматривать Землю как единую систему

Наблюдения за океанами, поверхностью суши, атмосферой и ледниками позволили ученым в 2007 году с уверенностью более чем 90 процентов сделать вывод о том, что климат Земли становится более теплым, причем это изменение вызвано деятельностью человека.
Такие наблюдения, проводимые в мировом масштабе с помощью системы взаимосвязанных приборов и отдельными исследователями, собирающими данные, претерпели значительную эволюцию, начиная с 16-го века, когда группа венецианских ученых создала первый термометр, и вскоре после этого люди начали записывать погодные изменения.
Первая метеорологическая сеть сформировалась на севере Италии в 1653 году. Ко второй половине 19-го века люди почти во всех обитаемых районах мира проводили систематические наблюдения за погодой, сообщает в своем четвертом аналитическом докладе «Изменение климата — 2007» Межправительственная комиссия ООН по изменению климата.
Но именно освоение космического пространства, особенно размещение спутников на орбите вокруг планеты, помогло ученым начать комплексные исследования сложных взаимодействий между системами суши, воздуха, воды и жизни на Земле.
Спутники незаменимы для наблюдений за поверхностью Земли, сообщил ЮСИНФО Майкл Кинг, старший научный сотрудник по проектам Системы наблюдений за поверхностью Земли при Годдардовском центре космических полетов НАСА. Он назвал их «лучшими средствами наблюдений за единой глобальной системой, которые не оказывают воздействия на государственные границы или различные системы наблюдений».

Дистанционные наблюдения

Дистанционное зондирование определяется как сбор информации об объекте без физического соприкосновения с этим объектом. Спутники являются обычными платформами дистанционных наблюдений и используются в этих целях с первых дней космических полетов.
В 1972 году был запущен первый спутник гражданского назначения, который вел сбор данных о Земле. Разработанный НАСА спутник для исследования ресурсов Земли, позднее переименованный в «Ландсат-1», впервые позволил общественности познакомиться со спутниковыми снимками. С тех пор на орбиту Земли выведена целая серия спутников «Ландсат».
«Ландсат-5» был запущен в 1984 году и, несмотря на проектный срок эксплуатации от трех до пяти лет, продолжает работать до сих пор, хотя и с ограниченными возможностями. «Ландсат-7» был запущен в 1999 году, и в 2003 году на нем возникла проблема с датчиками, которая ограничивает его возможности. Топливо на обоих спутниках закончится в 2010 или 2011 году. Запуск следующего спутника — миссии по обеспечению непрерывности данных «Ландсат» — ожидается в 2011 году.

Земная обсерватория

С тех пор США, европейские страны, Япония, Китай и Индия запускали спутники для наблюдений за поверхностью Земли и метеорологические спутники.
В Соединенных Штатах, отметил Кинг, система наблюдений за поверхностью Земли была создана НАСА в конце 1980-х годов. Она рассчитана на 15 лет, в течение которых будут проводиться глобальные наблюдения за поверхностью Земли. Они охватят все необходимые свойства планеты, которые изучает наука о земле: атмосферу, сушу, океаны, криосферу (регионы, покрытые льдом), а также силу Солнца.
Система включает ряд спутников, аппаратуру для научных исследований и информационную систему, которая поддерживает скоординированную серию спутников на трех видах орбит. На многих спутниках установлены приборы, разработанные учеными в Канаде, Франции, Бразилии, России и Японии. В число этих спутников входят:
• «Терра» (запущен в 1999 году) с пятью датчиками, в том числе датчиками из Канады и Японии, которые изучают взаимодействия между атмосферой, сушей, океанами и лучистой энергией (теплом и светом) Земли;
• «Аква» (запущен в 2002 году) — совместный проект США, Японии и Бразилии с шестью датчиками для наблюдений за океанами, атмосферой, сушей, ледовым и снежным покровом и растительностью Земли;
• «Ясон-1» (запущен в 2001 году) — совместная океанографическая миссия НАТО и французского Национального центра космических исследований по наблюдению за глобальными климатическими взаимодействиями между морем и атмосферой.
Данные системы наблюдений за поверхностью Земли играют важную роль в докладах с оценкой климата, которые примерно раз в пять лет готовит Межправительственная комиссия по изменению климата, отметил Кинг. Они бесплатно распространяются и широко используются во всем мире, «давая людям беспрецедентную возможность увидеть со стороны нашу постоянно меняющуюся планету».

Недостатки наблюдений

Несмотря на успехи в развитии технологий наблюдения за поверхностью Земли, каждый вид наблюдений — с метеорологических зондов, спутников, судов, метеостанций и океанских буев — имеет свои недостатки при использовании в рамках глобальной системы изучения климата.
«Большинство наблюдений, особенно в атмосфере, проводится с целью прогноза погоды, а не в климатических целях», — сообщил ЮСИНФО Кевин Тренберт, возглавляющий Отдел климатического анализа в Национальном центре атмосферных исследований.
«Их качество не такое, какое бы мы хотели видеть при изучении климата», — добавил Тренберт, который был ведущим автором третьей главы «Наблюдения: изменение климата на поверхности и в атмосфере» аналитического доклада «Изменение климата — 2007», подготовленного  Межправительственной комиссией. Он также возглавляет Комиссию по наблюдениям и обобщению данных во Всемирной программе ООН по климатическим исследованиям.
«Мы всегда говорим: если приложить чуть больше усилий, наблюдения могут быть гораздо более полезными для изучения климата, — добавил он. — Между тем, в мире есть немало работников, которые героически пытаются строить климатические модели на основании этих данных».
Вышеупомянутая комиссия работает с космическими и спутниковыми агентствами мира, побуждая их устранять недостатки в системе наблюдений. Ее члены предлагают начать комплексную международную программу переработки спутниковых данных, собранных с 1970 года, чтобы «получить более полное представление о том, как изменилась ситуация», сообщил Тренберт.
Впрочем, несмотря на неопределенность в наблюдениях, ученые по-прежнему убеждены, что климат Земли меняется, причем эти изменения вызваны деятельностью человека.
«Это означает, что сигнал о человеческом влиянии стал настолько мощным, что он перевешивает все неопределенности, — заявил Тренберт. — Кроме того, не просто отдельный фрагмент информации, а целый массив информации по результатам множества различных наблюдений позволил сделать вывод о том, что глобальное потепление — это несомненный факт».