NASA dyppede først sin tå i klimaændringsforskningen i 1980'erne ved hjælp af satellit- og flyafbildning. Dets indsats blev mere alvorlig med lanceringen af et stort netværk af satellitter i 1991. Og i 2004 brugte agenturet 1, 3 milliarder dollars årligt på klimavidenskab. Det har nu mere end et dusin rumfartøjer, der studerer alt fra oceanerne til atmosfæren til kryosfæren (Jordens frosne bits). På fredag tilføjer det stratosfæren til denne liste, når det lancerer et ubemandet Global Hawk-fly fra Californiens Edwards Airforce Base.
Projektet, kaldet Airborne Tropical TRopopause EXperiment (ATTREX), vil undersøge fugtighed i det tropiske tropopause-lag, området i atmosfæren otte til 11 miles over jordoverfladen, der styrer sammensætningen af stratosfæren. Ifølge ATTREX-forskere kan små ændringer i stratosfærisk fugtighed påvirke klimaet markant. "Skydannelse i det tropiske tropopauselag indstiller luftfugtigheden, der kommer ind i stratosfæren, " siger hovedundersøgelsesleder Eric Jensen og tilføjer, at stierne gennem den tropiske tropopause påvirker stratosfærens kemiske sammensætning.
Selvom gruppen ikke vil fokusere på virkningen af standard drivhusgasser som kuldioxid og metan, er vanddamp en kraftig drivhusgas, og det er gruppens prioritering at forstå dens variation i stratosfæren. Hvis de udfylder dette hul, vil de tro, at forskere kan forudsige, hvordan ændringer i stratosfæren påvirker de globale klimaforandringer, hvilket igen vil forbedre nøjagtigheden af matematiske modeller, der bruges i forudsigelser om klimaændringer.
Tropopausen og stratosfæren har vist sig at være unødvendig for klimatologer indtil nu. ”Vi har ønsket at prøve denne del af atmosfæren i lang tid, ” siger Jensen. Problemet har været adgang - et specialiseret fly i stor højde er nødvendigt for at udføre denne type forskning.
Gå ind i Global Hawk, der kan rejse op til 65.000 fod i atmosfæren i op til 31 timer ad gangen og er udstyret med instrumenter, der kan måle omgivende temperaturer, skyer, sporingsgasser, vanddamp, strålingsfelter og meteorologiske forhold. Alt dette giver ATTREX-teamet mulighed for at prøve en række forhold over et stort geografisk spændvidde. Testflyvninger, der blev foretaget i 2011, viste, at Global Hawk og dens instrumenter kan modstå de friste (så lave som minus-115 grader Fahrenheit) temperaturer over troperne.
De sender fartøjet over Stillehavet nær ækvator og ud for Mellemamerikas kyst seks gange i løbet af de næste to måneder, og overvåger det fra jorden, mens det er på flugt. ”Vi får realhastighedsdata med hurtig hastighed tilbage fra flyet via satellitkommunikation, ” siger Jensen. ”Instrumentundersøgere overvåger og justerer deres instrumenter, og vi bruger data i realtid til at justere flyplanen under hele flyvningen.”
ATTREX er et af de første projekter, der blev lanceret af NASAs nye Earth Ventures-program, som giver fem års finansiering til lave til moderate omkostninger. Dette er langt mere tid end tidligere luftbårne videnskabelige studier, og ATTREX-besætningen vil bruge den ekstra tid til at genlancere Global Hawk i vinter og sommer 2014, så de kan se på sæsonvariationer.
Den længere tidsramme er også befordrende for internationalt samarbejde. I 2014 venter ATTREX-teamet til Guam og det nordøstlige Australien. I Guam får de forbindelse med britiske forskere, der bruger et lavhøjet fly til at studere klimaforandringer, og en besætning fra National Science Foundation, der laver lignende forskning med en G5. ”Vi har målinger fra overfladen helt til stratosfæren, ” siger Jensen. ”Og vi vil være i stand til at forbinde emissioner på jordoverfladen op til målinger af sammensætningen i stratosfæren.”
