Pada tanggal 17 Maret 2002, sistem satelit GRACE (Gravitational Recovery and Climate Experiment) diluncurkan dengan tujuan untuk memetakan medan gravitasi bumi dengan presisi yang belum pernah terjadi sebelumnya. Ini merupakan proyek bersama NASA dan German Aerospace Center ( DLR ).
Misi tersebut telah berlangsung selama 15 tahun, tiga kali lebih lama dari yang diperkirakan. Meskipun catatan yang diambil telah memungkinkan untuk memantau siklus air, keseimbangan massa lapisan es dan gletser, dan perubahan permukaan laut.
Semua untuk lebih memahami mekanisme sistem iklim dan lebih akurat menilai perubahan iklim dan kemungkinan konsekuensinya.
Berat Air dan Gravitasi Bumi
Semakin besar massa suatu benda, semakin besar gaya tarik gravitasinya . Misalnya, Pegunungan Alpen mengerahkan tarikan gravitasi yang lebih kuat daripada dataran rendah Jerman utara. Ketika satelit mengorbit Bumi dan terbang di atas wilayah yang tinggi, kecepatan mereka sedikit saat mendekati dan melambat saat mereka terbang.
Sebagian kecil dari gravitasi yang berasal dari Bumi didasarkan pada air, di dekat permukaan di lautan, sungai, danau, gletser, dan air tanah. Air ini bereaksi terhadap musim, badai, kekeringan atau efek iklim lainnya.
GRACE mengambil keuntungan dari perpindahan besar-besaran air untuk mencatat efeknya. Dari data yang diambil, para peneliti menghitung peta bulanan perubahan tarikan gravitasi bumi dan perubahan massa permukaan.
Satelit GRACE memantau Bumi. Gambar: Airbus
Lapisan es dan gletser
GRACE menghasilkan pengukuran langsung pertama kehilangan massa dari lapisan es dan gletser. Sebelumnya, hanya mungkin untuk memperkirakan massa dan perubahannya.
Dalam dua tahun pertama misi, sudah mungkin untuk melihat tanda-tanda yang jelas dari hilangnya massa es di Greenland dan Antartika.
Data menunjukkan bahwa 60% dari total kehilangan massa disebabkan oleh peningkatan produksi lelehan sebagai respons terhadap pemanasan Arktik, sedangkan 40% disebabkan oleh peningkatan aliran es laut.
Antara April 2002 dan Juni 2017, Greenland kehilangan sekitar 260 miliar ton es per tahun, sementara Antartika kehilangan sekitar 140 miliar ton.
Selain tren jangka panjang, data dari medan gravitasi bumi juga memberikan bukti efek peristiwa cuaca seperti “El Niño” pada gletser di seluruh dunia.
penyimpanan air terestrial
Di antara kontribusi yang paling mengejutkan dari misi GRACE adalah perubahan lanskap air tawar karena menipisnya akuifer bawah tanah, yang akan memiliki konsekuensi besar bagi pertanian dan peternakan.
Perubahan skala besar dalam siklus hidrologi bumi telah menjadi konfirmasi penting dari perubahan yang diprediksi oleh caral iklim sepanjang abad ke-21.
Ini juga membantu menganalisis dan menilai permukaan laut lebih akurat, karena penyimpanan air tawar di Bumi terkait dengan tingkat lautan.
Perubahan ketinggian air tanah dari tahun 2008. Gambar: GFZ
perubahan permukaan laut
Hasil GRACE menandakan ketidakseimbangan gravitasi Bumi, yang merupakan ukuran mendasar dari perubahan iklim. Sebagian besar kenaikan suhu terjadi di 2.000 meter atas lautan, yang merupakan penyerap energi terpenting dari perubahan iklim.
Pada abad ini, kenaikan permukaan laut dapat meningkat hingga 10 milimeter per tahun, tingkat yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam 5.000 tahun terakhir dan konsekuensi langsung dari pemanasan global.
Pengukuran presisi tinggi permukaan laut telah tersedia sejak awal 1990-an, tetapi hanya menunjukkan perubahan permukaan laut mutlak. Antara 1993 dan 2017, permukaan laut naik rata-rata 3,1 milimeter per tahun.
Aplikasi GRACE
Data dari medan gravitasi bumi akan membantu meningkatkan pemantauan kekeringan global.
Sekarang adalah mungkin untuk bereaksi terhadap kekeringan pada waktu yang tepat. Misalnya, Uni Eropa telah mempromosikan layanan yang dirancang untuk mengidentifikasi risiko banjir regional sedini mungkin, untuk membantu petani di wilayah tersebut.
Selain itu, hasil saat ini juga menunjukkan bahwa data GRACE dapat digunakan untuk memprediksi risiko kebakaran hutan secara lebih akurat.
Satelit GRACE-FO. Gambar: Airbus
Kedua satelit tersebut mengakhiri misi mereka pada akhir 2017 dan awal 2018, ketika mereka terbakar di atmosfer Bumi. Mereka telah mencatat medan gravitasi dan perubahannya dari waktu ke waktu.
Pada Mei 2018, misi GRACE Follow-on (GRACE-FO) diluncurkan. Peta medan gravitasi pertama akan tersedia pada akhir Juli 2019.
Baca juga:
Planet ini hanya memiliki waktu hingga 2030 untuk menghentikan perubahan iklim