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    La NASA può prevedere i disastri naturali?
    Gli studenti dell'Università dell'Iowa aiutano a installare il radar NPOL della NASA come parte del programma IFloodS. Guarda le foto dell'uragano Sandy. Aneta Goska, Centro inondazioni dell'Iowa

    La maggior parte di noi probabilmente pensa che la NASA esplori la luna e le stelle, non il Midwest americano. Tuttavia, in un pomeriggio di giugno 2013, come tuono, fulmini e un acquazzone torrenziale si abbatterono sull'Iowa e sull'Illinois occidentale, gli scienziati del programma IFloodS della NASA erano a disposizione per studiare la potente tempesta. I ricercatori hanno raccolto dati radar piatti, sensori di umidità del suolo e pluviometri, che hanno poi confrontato con i dati e le immagini raccolte dai satelliti orbitali che passavano sopra di loro. Il loro obiettivo:ricontrollare le stime delle precipitazioni basate sui dati satellitari. Se sono in grado di mettere a punto quei calcoli, alla fine sperano di utilizzare i loro satelliti meteorologici per individuare e fornire un avviso tempestivo di quando i fiumi del Midwest potrebbero traboccare dagli argini e causare inondazioni [fonte:NASA].

    Quel lavoro potrebbe non essere così spettacolare o impressionante come, dire, piantare una bandiera degli Stati Uniti su Marte. Ma per le persone che vivono in aree vulnerabili alle inondazioni, potrebbe rivelarsi molto più importante.

    "Tra i disastri meteorologici negli Stati Uniti, le inondazioni sono seconde solo al caldo per numero di morti, ed è il numero uno nella quantità di danni in dollari, " Pedro Restrepo, l'idrologo responsabile del North Central River Forecast Center del National Weather Service, spiegato in un comunicato stampa della NASA.

    Il programma IFloodS è solo una parte dell'altro della NASA, missione meno pubblicizzata ma estremamente critica di cercare di trovare modi per proteggere gli esseri umani da vari disastri naturali sul nostro pianeta.

    A quello scopo, La NASA spende più di $ 1,8 miliardi all'anno in scienze della terra, più di quanto spende per studiare altri pianeti [fonte:NASA]. I programmi di ricerca dell'agenzia includono sforzi per prevedere i terremoti, eruzioni vulcaniche, incendi boschivi e tempeste potenti, e per darci più avvertimento per prepararci per loro, in gran parte utilizzando i dati raccolti dai satelliti dal punto di vista dello spazio orbitale. Inoltre, Il programma Near Earth Object della NASA utilizza osservatori sia terrestri che orbitali per identificare e tracciare asteroidi e comete i cui percorsi li portano vicino alla Terra, inclusi alcuni che potrebbero schiantarsi sulla superficie del nostro pianeta e causare enormi devastazioni e perdite di vite umane, o forse anche innescare un'ondata di estinzioni [fonte:NASA].

    Gli sforzi della NASA per prevedere vari disastri naturali sono per lo più ancora in fase sperimentale di sviluppo, quindi probabilmente siamo ancora lontani anni dall'avere la funzione dell'agenzia come un veggente affidabile. Detto ciò, Gli scienziati della NASA hanno fatto alcune importanti scoperte e progressi che un giorno presto, potrebbe permettere a tutti noi sulla Terra di respirare un po' più facilmente. Ecco alcuni dei loro sforzi di previsione.

    Contenuti
    1. Previsione dell'intensità degli uragani
    2. vulcani, Terremoti e tsunami
    3. Asteroidi assassini

    Previsione dell'intensità degli uragani

    Il satellite Aqua trasporta una suite di sensori appositamente progettati per osservare tutte le parti del ciclo dell'acqua terrestre, compresa l'acqua sulla terraferma, negli oceani, e nell'atmosfera. Reto Stöckli/NASA

    Se vivi in ​​una regione costiera in cui sei vulnerabile agli uragani, ci sono due informazioni cruciali che vuoi dai meteorologi. Il primo è quale sarà il percorso dell'uragano, in modo che tu sappia se colpirà o meno il luogo in cui vivi. Il secondo è quanto sarà potente la tempesta.

    Dai primi anni '90, i meteorologi hanno notevolmente migliorato la loro capacità di prevedere dove sono dirette le tempeste che si sviluppano nell'oceano. Ma sfortunatamente, la capacità di prevedere l'intensità degli uragani non è migliorata così tanto. Il motivo è che il potere degli uragani è influenzato da una complessa serie di fattori, sia all'interno del sistema temporalesco che al di fuori di esso, dal contenuto di calore dell'oceano all'umidità relativa degli ambienti circostanti. Dare un senso a tutto ciò da terra è stato un lavoro piuttosto scoraggiante [fonte:NASA].

    Ma è qui che entra in gioco la NASA. I suoi satelliti orbitali possono vedere il quadro generale e raccogliere enormi quantità di dati sugli uragani dall'alto mentre si sviluppano. Abbinando quei dati a quanto potenti diventano le tempeste, sperano di capire quali fattori sono gli indicatori più affidabili dell'intensità degli uragani, e come prevedere il ritmo con cui si sviluppa.

    Già, ricercatori del Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena, California, e l'Università delle Hawaii a Manoa hanno fatto un passo avanti potenzialmente importante. Hanno analizzato i dati sull'umidità relativa dallo strumento Atmospheric Infrared Sounder (AIRS) sul satellite spaziale Aqua della NASA per quasi 200 uragani del Nord Atlantico tra il 2002 e il 2010, e confrontato ciò con i dati già disponibili sui venti massimi prodotti da quegli uragani. I ricercatori hanno scoperto che gli uragani che si intensificavano rapidamente tendevano a svilupparsi quando l'ambiente circostante era più umido rispetto agli ambienti che producevano tempeste più deboli [fonte:NASA].

    Nel 2014, La NASA sta progettando di lanciare una nuova serie di satelliti che potrebbero fornire ai meteorologi un aiuto ancora maggiore nella previsione dell'intensità degli uragani. Il sistema globale di navigazione satellitare Cyclone (CYGNSS), sviluppato da ingegneri dell'Università del Michigan, metterà una costellazione di otto piccoli satelliti in un'orbita terrestre bassa. I sensori dei satelliti misureranno varie proprietà nell'oceano e nell'atmosfera, con l'obiettivo di elaborare un modello più preciso su come si formano i cicloni tropicali e come si rafforzano [fonte:Moore].

    vulcani, Terremoti e tsunami

    Gli strumenti LIDAR misurano l'altezza degli alberi facendo rimbalzare la luce laser sulla chioma; misurano anche i movimenti nella crosta terrestre. Robert Simmon/NASA

    Le eruzioni vulcaniche e i terremoti hanno in comune un importante segno rivelatore. Mentre la pressione in loro si accumula prima che scatenino la loro furia, causano piccole deformazioni nella crosta terrestre. Se gli scienziati potessero individuare questi sottili cambiamenti, potrebbero essere in grado di prevedere con maggiore precisione quando si verificheranno eruzioni catastrofiche e terremoti.

    La NASA spera di aiutarli a farlo con la deformazione, Struttura dell'ecosistema e dinamica del ghiaccio, o DESDynI, sistema, una proposta coppia di satelliti programmata per il lancio nel 2021. Uno dei veicoli spaziali rimbalzerebbe i segnali radar sulla superficie terrestre, e usali per misurare piccoli cambiamenti nella superficie terrestre nel tempo. Gli scienziati ritengono che questo li aiuterà a tracciare potenziali vulcani e terremoti [fonti:Klotz, NASA].

    Il secondo satellite DESDynI sarebbe dotato di un sistema chiamato LIDAR Surface Topography, che fondamentalmente farà rimbalzare i laser sulla superficie terrestre e misurerà l'intervallo necessario affinché il segnale venga riflesso. Allo stesso modo LIDAR aiuterebbe gli scienziati a individuare i movimenti sottili della crosta terrestre, oltre a guardare i cambiamenti nei modelli forestali [fonte:National Academy of Sciences].

    Quando si verifica un grande terremoto in mare aperto, può provocare un'onda gigante, o tsunami, che può inondare un'area costiera con perdite potenzialmente enormi di vite umane e proprietà. Ma poiché ogni terremoto è unico, ogni singolo tsunami mostra lunghezze d'onda diverse, altezza e direzionalità delle onde, il che rende difficile prevedere le loro dimensioni. Nel 2010, Lo scienziato del Jet Propulsion Laboratory della NASA Y. Tony Song ha presentato un prototipo di un nuovo sistema per la valutazione dei terremoti e la previsione delle dimensioni degli tsunami risultanti. Il sistema utilizza i dati della rete GPS differenziale globale della NASA per acquisire dati sul movimento della crosta terrestre, quali scienziati, a sua volta, può utilizzare per calcolare il movimento del fondo marino e la quantità di energia che immette in uno tsunami [fonte:Schmidt].

    Nel 2011, Song e il professore della Ohio State University C.K. Shum ha utilizzato i dati GPS giapponesi per analizzare lo tsunami particolarmente distruttivo generato da un terremoto del marzo 2011 al largo del Giappone settentrionale, e scoprì che l'onda in realtà era composta da due diversi fronti d'onda che si fondevano e raddoppiavano di intensità mentre passavano su aspre creste sul fondo del mare. Questa conoscenza può aiutare i meteorologi in futuro a prevedere onde altrettanto potenti, e, si spera, accelerare le evacuazioni delle aree costiere [fonte:NASA].

    Asteroidi assassini

    L'impressione di Aritist di un catastrofico asteroide che colpisce la Terra. Continental Dynamics Workshop/NSF

    Nel febbraio 2013, un 60 piedi di diametro (18 metri), 11, 000 tonnellate (12, 125 tonnellate) di meteora è esplosa nel cielo sopra la città russa di Chelyabinsk, ferire più di 1, 200 persone [fonte:Yeager]. Coincidentalmente, quello stesso giorno, un oggetto ancora più grande, un asteroide grande la metà di un campo da football, ne ha superato circa 17, 200 miglia (27, 680 chilometri) dalla Terra. avesse colpito, sarebbe esploso con una forza di circa 2,4 milioni di tonnellate (2,2 milioni di tonnellate) di dinamite, l'equivalente di centinaia di bombe atomiche delle dimensioni di Hiroshima [fonte:Reuters].

    Entrambe quelle rocce spaziali, anche se, sono minuscoli rispetto ad alcuni degli altri asteroidi che sfrecciano nello spazio. E sappiamo che se un oggetto abbastanza grande colpisce il nostro pianeta, i risultati potrebbero essere infernali. Circa 66 milioni di anni fa, un oggetto di 6 miglia (10 chilometri) di diametro si è schiantato nella penisola dello Yucatan in Messico, innescando un cataclisma che ha ucciso i dinosauri e la maggior parte degli altri animali e piante sulla Terra [fonte:Reuters].

    Ecco perché identificare e tracciare gli asteroidi che potrebbero avventurarsi nelle vicinanze della Terra è una missione della NASA particolarmente prioritaria. L'obiettivo del programma Near Earth Objects della NASA è compilare un database di oggetti vicini alla Terra e tracciare i loro movimenti [fonte:Messier].

    asteroidi sono costituiti principalmente da rocce e minerali e si formano nel sistema solare interno più caldo, tra Marte e Giove. Sono pezzi avanzati dalla formazione dei pianeti interni di Marte, Terra, Venere e Mercurio. Comete , d'altra parte, sono costituiti da acqua ghiacciata e polvere e si formano nel sistema solare esterno più freddo. Le comete sono gli avanzi della formazione dei pianeti esterni di Giove, Saturno, Urano e Nettuno. Le comete e gli asteroidi che si spostano vicino alla Terra (entro 28 milioni di miglia o 45 milioni di chilometri dall'orbita terrestre) sono considerati oggetti vicini alla Terra [fonte:NASA].

    Per cacciarli, La NASA ha riproposto un satellite esistente, l'esploratore di rilevamento a infrarossi a campo ampio, o SAGGIO, originariamente lanciato nel 2009 per cercare stelle e galassie lontane. La NASA prevede che WISE scoprirà circa 150 oggetti vicini alla Terra precedentemente sconosciuti e raccoglierà informazioni sulle dimensioni e altre proprietà di circa 2, 000 in più [fonte:NASA].

    Si spera che WISE e il programma NEO diano alla NASA un preavviso di un oggetto in rotta di collisione e il tempo per implementare una strategia difensiva, se questo significa deviare l'asteroide con i trattori gravitazionali, vele solari o altre tecnologie future, o semplicemente distruggendolo con un'esplosione nucleare [fonte:Messier]. Questo potrebbe aiutarci a evitare il peggior disastro naturale di sempre.

    Molte più informazioni

    Nota dell'autore:la NASA può prevedere i disastri naturali?

    Sono grato per gli sforzi della NASA per prevedere i terremoti, perché ne ho vissuti alcuni quando vivevo in California alla fine degli anni '80. Ricordo di essere stato svegliato una mattina dalla sensazione della mia vibrazione, e ascoltando gli allarmi delle auto che suonano nelle strade intorno a me. Il pensiero che mi è passato per la testa è stato, "Il grande sta colpendo, e non indosso nessun pantalone." Fortunatamente, per correttezza, si è rivelato essere solo un terremoto di media entità.

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    Fonti

    • Klotz, Irene. "I satelliti individuano imminenti disastri naturali". Notizie di scoperta. 9 settembre 2010. (22 settembre 2013) http://www.nbcnews.com/id/39079788/ns/technology_and_science-space/t/satellites-spot-imminent-natural-disasters/#.Uj-Qr8ashcZ
    • Messier, Douglas. "Nuking asteroidi pericolosi potrebbe essere la migliore protezione, L'esperto dice." Space. Com. 29 maggio, 2013. (10 settembre 2013) http://www.space.com/21333-asteroid-nuke-spacecraft-mission.html
    • Moore, Nicola. "Il progetto satellitare di previsione degli uragani supera il traguardo della NASA." Ingegneria dell'Università del Michigan. 19 settembre 2013. (22 settembre 2013) http://www.engin.umich.edu/college/about/news/stories/2013/september/hurricane-prediction-satellite-project-passes-nasa-milestone
    • NASA. "DESDyn1." Nasa.gov. 30 aprile 2013. (22 settembre 2013). http://science1.nasa.gov/missions/desdyni/
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    • Programma NASA Near Earth Object. "Terra di destinazione". (17 marzo, 2011) http://neo.jpl.nasa.gov/neo/target.html
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    • Reuters. "In una rarità, un meteorite colpisce la Russia, un asteroide manca la Terra di 17000 miglia nello stesso giorno." Ibnlive.in.com. 13 febbraio, 2013. (22 settembre 2013) http://ibnlive.in.com/news/in-a-rarity-a-meteorite-hits-russia-an-asteroid-misses-earth-by-17000-miles-on-same-day/373185- 2.html?utm_source=ref_article.
    • Schmidt, Laurie J. "La NASA testa il nuovo sistema di previsione dello tsunami basato su GPS". Popsci.com. "18 giugno, 2010. (22 settembre 2013) http://www.popsci.com/science/article/2010-06/nasa-tests-new-gps-based-tsunami-prediction-system
    • Yeager, Ashley. "Notizie in breve:la mappa traccia il percorso del pennacchio di polvere dalla meteora di Chelyabinsk." Notizie scientifiche. 23 agosto 2013. (10 settembre 2013) http://www.sciencenews.org/view/generic/id/352753/description/News_in_Brief_Map_tracks_path_of_dust_plume_from_Chelyabinsk_meteor
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