Добавить новость
smi24.net
News in English
Январь
2024

NASA’s PACE To Investigate Oceans, Atmospheres in Changing Climate

0
6 Min Read

NASA’s PACE To Investigate Oceans, Atmospheres in Changing Climate

Earth is complex – the atmosphere, ocean, land, and each small interwoven facet of those systems is a puzzle piece that connects and fills out the full picture. With a changing climate, the puzzle is becoming more complex – and important – to understand.
Credits:
NASA / Ryan Fitzgibbons and Emme Watkins

Earth’s oceans and atmosphere are changing as the planet warms. Some ocean waters become greener as more microscopic organisms bloom. In the atmosphere, dust storms born on one continent affect the air quality of another, while smoke from massive wildfires can blanket entire regions for days.

NASA’s newest Earth-observing satellite, called PACE (Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem), is launching in February 2024 to help us better understand the complex systems driving these and other global changes that come with a warming climate. 


PACE will help assess ocean health by measuring the distribution of phytoplankton – tiny plant-like organisms and algae that sustain the marine food web. It will also extend records of key atmospheric variables associated with air quality and Earth’s climate.
Credit: NASA’s Scientific Visualization Studio

“The ocean and atmosphere interact in ways that need ongoing research to fully understand,” said Jeremy Werdell, project scientist for the PACE mission at NASA’s Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland.With PACE, we’ll open our eyes to many new aspects of climate change.”

The ocean is changing color

Climate change’s impact on the ocean are numerous, from sea level rise to marine heat waves to a loss of biodiversity. With PACE, researchers will be able to study its effect on marine life in its smallest form.

Phytoplankton are microscopic, plant-like organisms that float near the water’s surface and form the center of the aquatic food web, providing food to all sorts of animals ranging from shellfish to finfish to whales. There are thousands of species of phytoplankton, each with different niches in the ocean.

During the spring and summer in the Barents Sea, north of Norway and Russia, blue and green blooms of phytoplankton are often visible. The Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) aboard NASA’s Aqua satellite captured this true-color image on July 15, 2021.
Credit: NASA Earth Observatory

While a single phytoplankton typically can’t be seen with the naked eye, communities of trillions of phytoplankton, called blooms, can be seen from space. Blooms often take on a greenish tinge due to the chlorophyll molecules that phytoplankton, like land-based plants, use to make energy through photosynthesis.

According to Ivona Cetinić, an oceanographer in the Ocean Ecology Lab at NASA Goddard, phytoplankton are responding to changes in their environment. Differences in ocean temperatures, nutrients, or sunlight availability can cause a species to boom or bust.

From space, those changes in phytoplankton populations manifest as differences in hue, allowing scientists to study phytoplankton abundance and diversity from afar, and at a global scale. And scientists recently found that the ocean is turning a touch greener.

In a study published in 2023, researchers used chlorophyll concentration data collected for more than 20 years by the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) on NASA’s Aqua satellite to determine not only when and where phytoplankton blooms occurred, but also how healthy and abundant they were.

After analyzing ocean color data from the MODIS instrument on NASA’s Aqua satellite, scientists found that portions of the ocean had greened up with more chlorophyll-carrying phytoplankton.
Credit: NASA Earth Observatory

PACE’s Ocean Color Instrument (OCI), a hyperspectral sensor, will take marine science a leap further by allowing researchers to remotely differentiate phytoplankton by type. (Historically, species could only be determined by direct sampling of the water.) Each community has its own color signature that an instrument like OCI can identify.

Identification of phytoplankton types is key because different phytoplankton play vastly different roles in aquatic ecosystems. They have beneficial roles, like fueling the food chain or drawing down carbon dioxide from the atmosphere for photosynthesis. Some phytoplankton populations sequester carbon as they die and sink to the deep ocean; others release the gas back into the atmosphere as they decay near the surface.

But some, like those in harmful algae blooms, can negatively impact humans and aquatic ecosystems. And the presence of harmful algae can also tell us something about the quality of the water sources, such as the presence of too many nutrients from human activities. By identifying these communities in the ocean, scientists can tease out information about how and where phytoplankton are affected by climate change, and how changes in these tiny organisms may affect other creatures and ocean ecosystems.

Particles in the air feed phytoplankton at sea 

Beyond their role as the grass of the sea, phytoplankton also play a role in a complex dance between atmosphere and ocean. And PACE will see both partners in this dance.

From space, with a view of the whole planet every two days, PACE will track both microscopic organisms in the ocean and microscopic particles in the atmosphere called aerosols. How these two interact will provide scientists with additional insights into the impact of a changing climate.


This model shows the movement of aerosols over land and water in Aug. 2017. Hurricanes and tropical storms stand out due to the large amounts of sea salt particles caught up in their swirling winds. Dust blowing out of the Sahara can get caught by water droplets and rained out of the atmosphere. Smoke from massive wildfires in the Pacific Northwest of North America are carried across the Atlantic to Europe. Credit: NASA’s Scientific Visualization Studio

For example, when aerosol particles from the atmosphere are deposited onto the ocean, they can provide essential nutrients to spark phytoplankton blooms. Winds sometimes carry ash and dust from wildfires and dust storms over the ocean. When these particles fall into the water, they can act as a fertilizer, providing nutrients such as iron that allow phytoplankton populations to grow.

As we go forward in a warming climate, with a potential for more forest fires and, therefore, a greater amount of ash deposition, we can assume there are going to be changes in the phytoplankton communities,

Ivona Cetinić

Oceanographer – Ocean Ecology Lab at NASA Goddard


This visualization shows an example of a wildfire transitioning from day to night in the Sierra Nevada mountains.
Credit: NASA’s Scientific Visualization Studio

While PACE’s color-detecting instrument will see changes in phytoplankton, the satellite also carries two instruments called polarimeters – SPEXone and HARP2 – that use properties of light (polarization) to observe aerosol particles and clouds. Scientists will be able to measure the size, composition, and abundance of these microscopic particles in our atmosphere.

Smoke, pollutants and dust seed the clouds, too 

New data from PACE characterizing atmospheric particles will enable scientists to examine one of the trickiest components of climate change to model: how clouds and aerosols interact.

Clouds form when water condenses on airborne particles such as smoke and ash. One easy to spot example is ship tracks, which occur when water vapor condenses and forms bright, low-lying clouds on pollutants emitted by ships. 

Ship tracks above the northern Pacific Ocean. NASA image captured July 3, 2010, by the Aqua satellite.
Credit: NASA
NASA

Different types of aerosols also influence the characteristics of clouds, such as their brightness, which is driven by cloud droplet size and number. These traits can lead to different impacts – either warming or cooling – on Earth’s surface.

For instance, a bright cloud or plume of aerosol particles hovering low over a much darker ocean reflects more light back into space, causing a localized cooling effect. Other times, both clouds and aerosols have a warming effect called blanketing. Thin plumes high up in the atmosphere absorb heat from Earth’s surface and then radiate it back toward the ground.

“From a climate perspective, the relationship between aerosols and clouds is one of the largest sources of uncertainty in our understanding of the climate,” said Kirk Knobelspiesse, polarimetry lead for the PACE mission at NASA Goddard. The satellite’s new insights into aerosol particles will help scientists fill in knowledge gaps and deepen our understanding of that relationship.

By Erica McNamee
NASA’s Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.

Share

Details

Last Updated
Jan 11, 2024
Editor
Christina CAMPEN
Contact
Keep Exploring

Discover More Topics From NASA








Говорим о ВИЧ — в эфире, на улицах, в сети

Летние кинотеатры в Москве

Говорим о ВИЧ — в эфире, на улицах, в сети

Говорим о ВИЧ — в эфире, на улицах, в сети


Not even a 0% mortgage rate would make buying a house affordable in these 6 U.S. cities

Jovic set for new opportunity after leaving Milan as free agent

The 5 biggest global business rivalries to watch, and how their outcomes will shape the future

£39m United star shouldn't be starting vs Arsenal, was gifting possession to Everton


Под Орлом в перевернувшейся иномарке пострадала маленькая девочка

Отечественная платформа SpaceVM вошла в ТОП-3 лучших решений для виртуализации в России

Жительница Орловской области набросилась на гражданского мужа с арматурой

Решение для роуминговых расчетов от Nexign включено в реестр отечественного ПО


Android-игроки раскритиковали сурвайвл-хоррор Jericho: Survival

Girl Rescue 1.0.3.3

Обзор на мобильную версию A Game About Digging A Hole

The next survival game from the developers of Green Hell plops you on an alien planet with atmospheric firestorms and a horde of giant spiders



В Москве прошла премия «Триумф Года»

«Турбозавры» на фестивале «Динозавры на каникулах» в ЦДМ на Лубянке

Комитет Госдумы предложил создать рейтинг предприятий по их молодежной политике

Дептранс Москвы рекомендовал использовать метро из-за ограничения движения


Ярославская область попала в конец рейтинга по качеству дорог

Сахар на вес золота: как изобретение инсулина изменило медицину

В рамках AmberForum состоялся единственный в мире аукцион редкого янтаря

Москва превратится в Таиланд. Климатолог Клименко сделал прогноз на 10 лет


Картина «Беспризорник» позвала в дорогу семью Чиненовых

Карен Арутюнов подыскал для Дарьи Блохиной «Семью под прикрытием»

"Доплати 600 тысяч": ФТС предупредила о новых схемах автоаферистов

Как на Западе воспримут отказ России от моратория на размещение ракет


Киз обыграла Мухову и пробилась в четвертьфинал «Мастерса» в Монреале

Осака: Мечтаю о еще одной победе на турнире «Большого шлема»

Бублик объяснил неудачи на US Open «блоком организма»

Теннисист Рублев вышел в четвертьфинал турнира ATP в Торонто


"Доплати 600 тысяч": ФТС предупредила о новых схемах автоаферистов

Как на Западе воспримут отказ России от моратория на размещение ракет

Карен Арутюнов подыскал для Дарьи Блохиной «Семью под прикрытием»

Кошка-уголовница из Таиланда обзавелась потомством


Музыкальные новости

Волочкова показала квартиру матери с видом на Мариинский театр

Трек Гуфа и Басты "Тем, кто с нами" удалён по требованию Роскомнадзора

Александра Розенбаума экстренно госпитализировали в Москве

Бутман выразил свою позицию по поводу отмены концерта Гергиева в Италии


Концерты органной музыки в Москве: волшебство звуков в галерее Ильи Глазунова

«Турбозавры» на фестивале «Динозавры на каникулах» в ЦДМ на Лубянке

Дептранс Москвы рекомендовал использовать метро из-за ограничения движения

Комитет Госдумы предложил создать рейтинг предприятий по их молодежной политике


Москва превратится в Таиланд. Климатолог Клименко сделал прогноз на 10 лет

В Петербурге сотрудник НИИ отдал позвонившим по видео аферистам 5,6 млн рублей

Встреча с Путиным в 2000 году вдохновила Пэн Пая на карьеру инженера

В Москве прошла премия «Триумф Года»


Два автобуса столкнулись на северо-востоке Москвы, движение перекрыто

Вояж, вояж... VOYAH FREE, обзор от CARS.RU

Автобус попал в ДТП на трассе М-4 под Тулой: что рассказали пассажиры

Дептранс Москвы рекомендовал использовать метро из-за ограничения движения


Китаец через 25 лет поделился рассказом о знаменитом снимке с Путиным

Малайзийский король посетил Россию с официальным визитом

Великое переселение офисов: Путин прогоняет чиновников из Москвы в регионы

Сфотографировавшийся с Путиным мальчик из Китая обратился к нему спустя 25 лет




Как проверить качество получаемой медицинской помощи по ОМС...

Врач Харлов: отравление креветками может привести к летальному исходу

Врач-косметолог Зухра Балакеримова: какие процедуры стоит сделать в 30+

Врач-косметолог Мадина Осман: можно ли полностью избавиться от родимого пятна


«Хоть в платье, хоть в парике»: слухи о побеге Зеленского распространяются в Киеве

Зеленский добивается визита Эрдогана в Киев


Кубок Посла Китая по Вэйци прошёл в Москве

Игрок «Зенита» ведет переговоры с турецким клубом, сообщили СМИ

Худайбердиева указала, что день смерти Гришина стал самым мрачным за последние годы

Электричка зацепила комментатора Гришина и протащила несколько метров


Лукашенко предупреждает: не стоит соревноваться с крупными государствами


Мэр Москвы рассказал о новой жизни Большого Каменного моста

Мэр Собянин поделился информацией о новорожденных животных в «Москвариуме»

Сергей Собянин: реставрация Большого Каменного моста завершена за 14 месяцев

Собянин открыл первый флагманский МФЦ для регистрации самоходной техники


Зачем нужна программная нормализация воды после очистки — объясняет Алексей Горшков

Около 850 тысяч тонн вторсырья собрано в Москве за полгода

Москва. Народная приемная КПРФ в ВАО. Озеленяем Гольяново

Объем российского добычи водных биоресурсов превысил три миллиона тонн


"Доплати 600 тысяч": ФТС предупредила о новых схемах автоаферистов

Кошка-уголовница из Таиланда обзавелась потомством

Как на Западе воспримут отказ России от моратория на размещение ракет

Карен Арутюнов подыскал для Дарьи Блохиной «Семью под прикрытием»


Амурская область оказалась в числе аутсайдеров по качеству дорог

Алтайский край оказался одним из антилидеров по качеству автодорог

Аномальная жара: До +41 °С в Чечне и Ингушетии, +30 °С в Карелии и Архангельске

Вильфанд предупредил об аномальной жаре в девяти регионах


В Симферополе вспомнили крымскую писательницу, пережившую оккупацию ребенком: 100 лет Елене Криштоф

Компания «Гранд Сервис Экспресс» информирует об изменениях в курсировании некоторых поездов «Таврия» с осени 2025 года

До 100 метеоров в час: когда наблюдать пик звездопада Персеиды над Крымом

Поезда в Крым меняют маршруты и график


Что случилось к этому часу: главные новости дня к 19:00 5 августа

Представители НПС доложили губернатору Подмосковья о ходе строительства моста в Дмитрове

Как на Западе воспримут отказ России от моратория на размещение ракет

Кошка-уголовница из Таиланда обзавелась потомством














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *