Ich flog mit der NASA, die California Dürre vom Himmel zu studieren


Es sah nicht gut aus. Dunklen Saphir Pools punktiert die kahlen grauen Gipfel der Sierras, beringt in zu vielen konzentrischen Kreisen von Sedimenten zu zählen. Als ich über den Bergen mit NASA-Wissenschaftler in einem aufgemotzten DC-8 Flugzeug flogen, waren die Auswirkungen der vier Jahre der Dürre schmerzlich mit dem bloßen Auge sichtbar. Aber es ist, was wir nicht sehen konnte, dass wir hier waren, zu studieren.

Für eine Woche in diesem Sommer hat der NASA fliegende Labor Schleifen über Kalifornien im Rahmen des Student Airborne Research Program, bekannt als SARP. Studenten aus allen Teilen des Landes arbeiten eng mit der Agentur für die Datensammlung um Themen von Umweltverschmutzung durch die Industrie für die Gesundheit der heimischen Wäldern zu studieren.

Und für den letzten Jahren, die Auswirkungen der Dürre Kaliforniens.

NASA-Satellitenbilder und Aufnahmen von SARP Flüge zeigen die schwindende Schneedecke auf den Sierras

Die sechs Missionen, die in diesem Sommer flog, hatten die meisten eine Verbindung der Staat zunehmend ariden Klima, aus der Landwirtschaft wirkt sich auf die Qualität der Luft in das Central Valley, um die Luftverschmutzung durch den langsamen Untergang der Salton Sea, den gigantischen giftigen See östlich von Palm Springs erzeugt.

Eine Mission war für mich von besonderem Interesse: die Besatzung geplant zu überfliegen mehrere landwirtschaftliche Standorte im Central Valley, dann ganz in der Nähe der Sierra Nevada Bergkette, die lokalen Auswirkungen der fast nicht vorhandene Schneedecke zu untersuchen. Dies war der Flug, den ich an einem glühend heißen Juni Nachmittag an Bord.

Ein Flying Lab

Ca. 60 Meilen nördlich von LA, ziehe ich bis zu einem sandfarbenen gewellte Metall Komplex von Joshua Bäumen gesäumt. Dies ist Armstrong Flight Research Center der NASA, befindet sich angrenzend an Edwards Air Force Base am Rande der Mojave-Wüste.

Der Hangar am NASA Armstrong, gefüllt mit Flugzeugen geändert für Wissenschaftsforschung

Ich durch einen riesigen Hangar voller Flugzeuge ausgehend auf andere NASA-Missionen geben — suborbitalen Stratosphären-Observatorium für Infrarot-Astronomie (SOFIA), die ein Teleskop auf eine modifizierte Boeing 747SP montiert ist, wird aus dem Armstrong Research Center verwaltet. Obwohl Armstrong aktuelle Schwerpunkte auf atmosphärischen Flug Forschung und Umweltwissenschaften, gibt es eine Fülle von NASA-Geschichte hier: es war auch eine Testanlage für mehrere Orbiter sowie die Alternativen Landeplatz für das Space Shuttle Programm. Ich erhalte meine Flugausbildung in einem Raum mit Raumanzügen flankiert und Kisten mit der Aufschrift "kosmischer Staub-Projekt."

Nach dem lernen die wichtigsten Unterschiede zwischen einer Luft Wissenschaftsmission und einen Flug nach Las Vegas – keine Getränke-Wagen; Bereitstellung der Sauerstoffmaske bezieht mit ein, eine riesige Mylar Tasche über dem Kopf – ich den Kopf auf einer Konferenz für die Mission briefing.

Geht über die Missionsziele mit NASA Piloten fliegen die SARP-Missionen

Die heutige Flugbahn sah aus wie jemand eine Handvoll gekochte Spaghetti gegen eine Karte von Kalifornien warf. Was mehr ist, das Flugzeug würde machen steile Abfahrten, Luftproben dicht über dem Boden zu sammeln – in der ganzen Bergpässe mit natürlich turbulenter Luft. Wir waren für eine wilde Fahrt.

Aus dem Asphalt sieht NASA Flugzeug nicht viel anders als Ihre typische Alterung DC-8. Aber als Sie an Bord, Sie beginnen, ein paar Unterschiede zu sehen. Wie die Fenster auf der einen Seite des Flugzeugs, die herausgesprungen und durch eine Reihe von Rohren aus der Seite Spick ersetzt wurden.

Verschiedene Werkzeuge Fernerkundung und Luft Probe Sammlung Geräte Cluster um den Mittelpunkt der DC-8

Innen ist dies keine bequemen Verkehrsflugzeug. Das Flugzeug wurde komplett entkernt, dann beladen, mit einem rotierenden Lineup von wissenschaftlichen Geräten, die auf das Flugzeug Shell verschraubt ist. An der Stelle Zeile 12 sind Plätze A, B und C eine Wand von Ventilen, flackernde Bildschirme und Nester der Kunststoffrohre.

Die Stimmung ist irgendwo zwischen Modern-Day-Daten-Center und 1980-er-Ära RV Eine Handvoll Alter Airline Ledersitze gesprenkelt sind, geschnürt mit schwarzen Schnüren von Heavy-Duty-Headsets mit Noise Cancelling-Kopfhörer. Ohne die isolierenden Materialien auf einem Verkehrsflugzeug ist der Lärm ohrenbetäubend; Gehörschutz ist ein muss.

Studenten und Wissenschaftler der NASA arbeiten Seite an Seite in fliegenden Labor

Das Array von Experimenten auf den Boden festgeschnallt sind Tools wie ein LIDAR-System zur Entfernung messen, Geräte, die Luftproben in der Luft sammeln können und Fernerkundung Instrumente, die die Ebenen von Partikeln wie Aerosol und Methan lesen kann. Andere Wissenschaftler arbeiten mit der NASA für ihre Experimente an Bord der DC-8 erhalten – das gleiche Flugzeug flog nach Kansas für eine Sturm-Jagd-Mission, die wir hier behandelt auf Gizmodo. SARP Forschung Mentor und polare Forscher Shane Grigsby war in der Lage, einige Instrumente auf der DC-8 zu testen, bevor sie auf Grönland und Antarktis Eisberge zu studieren. "So wir alle unsere Fehler leisten können, indem Sie Dinge stateside, testen", sagt er.

Festgeschnallt, Kopfhörer auf, das Flugzeug taxis zum Start, Segeln über die Salz-Kruste trocken Seen der hohen Wüste. Nach ein paar Minuten fallen wir in die grünen Schachbrett der zentralen Senke, wo wir durch eine dicke Schicht des braunen Dunst begrüsst werden.

Wissenschaft bei 13.000 Fuß

"Gestern war rau, drei Personen gekotzt," lacht Matthew Iren ein Climate Impact Engineering großen an der University of Michigan. Er hat in der Nähe die ganze Luft Sampler (WS), ein Instrument, das sich Röhren Luft von außen das Flugzeug schlürft kauerte. Dutzende von Ventilen und Kanister um ihn herum gruppierten machen diesen Teil des Flugzeugs festlich, wie ein High-Tech-Kleinbrauerei oder Helium Panzer warten auf Ballons zu fühlen.

Matthew Iren und Marilyn Jones füllen Luftproben aus der Tube auf der Außenseite des Flugzeugs montiert

Irish-Rolle ist, um einen Kanister mit Luftproben zu füllen, indem Sie schlürfen, von außen und in die Röhren schlängelt sich die sie nennen. "Wir haben eigentlich Snakes on a Plane", scherzt er. Es gibt wirklich keinen anderen Weg um die Proben zu sammeln – die Flugzeuge müssen zuerst auf eine bestimmte Höhe und Geschwindigkeit, um die Luft aus der richtigen Stelle zu nehmen, und er muss dann manuell die richtige Menge an Luft in den Kanistern siphon. Er hat nur ein sehr kurzes Zeitfenster, die Probe zu nehmen.

Seine Hand schwebt über dem Ventil, warten auf die "OK" von Studenten der University of Missouri Marilyn Jones. Sie sitzt auf dem Boden neben ihm hält eine iPad mit der gleichen Navigations Echtzeitdaten aus dem Cockpit. "Im Moment sind wir bei 13.000 die ziemlich hoch ist, so dass wir einige Niederfrequenz-Füllung der Dosen, tust", sagte Jones. "Aber nach unten bei 6.000 Fuß werden wir tun es jede Minute."

Thomas Owen Mazzetti und Brad Garczynski bewerten WAS Proben in Irvine

Während die WS-Kanister zurück ins Labor zur Analyse getroffen werden müssen, einige der Instrumente sammeln Daten in Echtzeit, wie die Ultra hohe Empfindlichkeit Aerosol Spectrometer (UHSAS-a) welche Maßnahmen die kleinen Partikel Rolle. Andere Instrumente sind Gase wie Kohlenmonoxid, Methan und Ozon-Niveaus zu erkennen. "Es gibt etwa 100 verschiedene Spurengase, wie wir sehen können," sagt Iren. "Ich möchte die Treibhausgase betrachten, die aus den Ölfeldern von Bakersfield und über einige Milchprodukte Ranches kommen."

Als irische bereitet für seinen nächsten Zug machen wir eine den Haarnadelkurven sah ich auf dem Flugplan. Ich beobachte den Horizont verschwinden, wie das Flugzeug hangelt und lächerlich in der Nähe einer Granit-Spitze-Spitze taucht. Ich hatte vergessen, die ganze Zeit, aber jetzt erinnere ich mich, bin ich in einem Flugzeug. Meine jetzt wackligen Beinen suchen einen Sitz. Ein paar Minuten später, verlor ich mein Mittagessen zu.

Dürre im Fokus

Zurück bei Armstrongs Flight Center, hatte ich einen Kalender an der Wand mit einem Foto von Kaliforniens bessere Tage bemerkt: ein NASA-Satellitenbild vom Juni 2011 den Sierras bereift mit Schnee. Hier oben Segeln mehr als 14.000 Fuß Spitzen nur kaum gesprenkelt weiß, es ist schwer, nicht zu Wasser sorgen.

"Es ist auf jeden Fall im Hinterkopf," sagt John Murray, ein Student an der Fordham University. "Jedes Mal, wenn Sie einen Meteorologie-Bericht erhalten, gibt es kein Niederschlag, keine Feuchtigkeit in der Luft. Aber es ist auch weil wir eine Menge Forschung klimabedingte tun jetzt, die verwendet wird, um die Trockenheit zu verwalten oder Umgang mit dem Klimawandel in der Zukunft. "

Eines der vielen geschrumpften California Stauseen aus der Luft betrachtet

Manchmal Dürre-bezogene Ereignisse ändern auch die Flugbahn der Forschungsarbeiten der Studenten. Letztes Jahr gab die riesigen Rim Feuer vor den Toren Yosemite Studenten die Gelegenheit, durch den Rauch Luft Qualität Lesungen zu fliegen. In diesem Jahr sind sie die Trümmer aus dem Feuer gezeichneten Bereich studieren.

Eine weitere mehrjähriges Dürre-Thema ist CO2-Fluss. Andreas Beyersdorf arbeitet an atmosphärischen vertikale Beobachtungen von CO2 in der Erde Troposphäre (SÄBELSCHNÄBLER) Instrument auf der DC-8 installiert. Auf dieser Mission war SÄBELSCHNÄBLER mit Blick auf den CO2-Gehalt in landwirtschaftlichen vs. Waldgebiete und vergleicht diese Informationen zu verschiedenen Bilddaten.

Während Satelliten für einige Aufgaben hilfreich sind, ist SÄBELSCHNÄBLER können spezifische Luftmassen zu verfolgen. So sie nehmen sehen Kostproben in der LA-Becken dann wie die Windrichtung im Imperial Valley, z. B. tracking-Typ und Gesundheit der Vegetation unter den ganzen Weg ändern könnte. "Hier können wir haben eine vollständige Sweep für die Chemie und wie sie alle interagiert," sagt Beyersdorf.

Nagelung die richtige Flug Richtung zum Sammeln von Proben in eine DC-8 ist nicht einfach, aber die Piloten sind Profis

Wir fliegen, bieten die Wissenschaftler in Echtzeit Kommentare auf diese Chemie. Alle paar Minuten würde jemand Berichten Spitzen in Ozon, Kohlendioxid oder Methan, Geotagging Daten Korrelationen auf dem Boden später anzusehen. Es gibt viel Methan weht bis von unten. In der Tat ist es Mangel an Wasser – oder besser gesagt, der Mangel an Wasser zu dezimieren pflanzliches Leben – das ist wahrscheinlich Schuld für die Mehrwertsteuer der Verschmutzung, die heute auf der östlichen Flanke des Zentraltals geparkt ist.

Wenn wir landen, beginne ich zu erkennen, dass die Dürre nicht nur erschöpften Lagerstätten. Es ist auch die Luftqualität in Möglichkeiten, die wir wahrscheinlich auch noch nicht verstehen.

Kannibalistischen Bäume

Für die letzten Jahre, die Sarp umfangreiche CO2-Fluss gesammelt hat, komplette Daten in heimischen Wäldern, NASA Recht geben Bilder von Lebensbaum vor und nach der Dürre. Die Gesundheit des Waldes Wasser ausgehungerten Sierra war oberste Priorität für Jessica Mazzi, einem großen Biologie an der Portland State University. Ihr SARP Studie betrachtete CO2-Flussmittel Veränderungen im Laufe der Zeit in Pflanzen durch Wassermangel.

Sie konnte sehen, wie es schien, so begann sie mittels Fernerkundung Türme und Luftproben CO2-Aufnahme um Bäume herum betrachten, die optisch sah tot zu sehen, ob sie in der Tat photosynthetischen waren tot oder sterbend Bäume aus dem Flugzeug. "Ich fing an verschiedene Jahren zu vergleichen und es sah aus, als gäbe es ein Rückgang bei der Photosynthese," sagt sie. In einigen Fällen sah sie so viel wie 50 % bei der Photosynthese innerhalb von drei Jahren zu verringern.

Eine Folie aus Mazzi Studie zeigt des Rückgangs der CO2-Aufnahme aus der gleichen Flugleinen Jahr für Jahr

Es war nicht nur der insgesamt rückläufigen, die sie betrafen; Es war, Wenn die Bäume waren photosynthetischen – alle Aktivitäten geschehen war viel früher als solar Mittag. Nach diesem Zeitpunkt würde sie zu Atmung, d.h. sie nehmen Sauerstoff anstelle von produzieren und abgeben Tonnen Kohlendioxid und Wasser wechseln. Die Dürre-gestresste Bäume wurden im Wesentlichen das Essen machten sie verschlingt. "Das ist so blutig," sagt sie, "aber die Bäume sterben ab vom Essen selbst lebendig."

Berichte, die früher in diesem Jahr die Dürre bereits 12 Millionen Bäume getötet hatte, und Schätzungen zufolge Mazzi glaubte es – sie sah es die Beweise für sich selbst. "Es war verrückt, Bäume älter als mich sehen — 20, 30 Jahre alt – völlig tot."

Die DC-8 fliegt über die Sierra Nevada Research Center Studenten sammeln von Daten auf dem Boden

Wie Schneedecke unserer zukünftigen Wasser speichert, speichern Bäume"" unsere zukünftigen Sauerstoff." Sie fungieren auch als Kohlenstoffsenke. Wälder, die durch Trockenheit geschwächt sind tatsächlich Pumpen CO2 in die Atmosphäre zurück. Aber tote Bäume eine noch größere Gefahr darstellen. Als Mazzi ihr Studium abgeschlossen, zwei große klimatisch bedingte Ereignisse: sehr zuversichtlich Prognosen für einen riesigen El Niño erschienen und eine rekordverdächtige Wildfire Staffel entzündet das westliche Drittel des Kontinents. "Es gibt zwei Extreme, die wir jetzt betrachten müssen", sagt Mazzi. "Es ist für trockene schon so lange, also wenn der Regen kommt, wie es wird richtig ablaufen? Aber Feuer ist das größere Risiko."

Finden Sie alle Studien, die aus SARP kam in diesem Jahr, von die einige die mögliche Zerstörung der diese Wildfire vs. El Niño Dürre Finali erklären. In das größere Bild kann es nicht nur den Mangel an Wasser sein, die den größten Einfluss auf unsere Umwelt haben wird. Die langfristigen Auswirkungen auf unsere Gesundheit und unser Wohlbefinden sind wahrscheinlich noch zu entdecken.

Satelitenbilder NASA; Bildmaterial mit freundlicher Genehmigung NSERC ARC-CREST; Fotos von Jane Peterson, suborbitalen Bildungs- und Forschungszentrum und Alissa Walker

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