Doelstelling
De doelstelling van het ESA-Climate Change Initiative
De uitdaging
De klimaatverandering is aantoonbaar de grootste milieu-uitdaging waar we in de 21e eeuw voor staan. De gevolgen van een opwarmend klimaat zijn verstrekkend en hebben gevolgen voor de zoetwatervoorraden, de mondiale voedselproductie en de zeespiegel. Met de verwachte verslechtering van het natuurlijke milieu en van de samenleving voor de komende generaties staat de klimaatverandering wereldwijd hoog op de politieke-, strategische- en economische agenda.
De beleidsbehoefte
Het Raamverdrag van de Verenigde Naties inzake klimaatverandering (UNFCCC) neemt het voortouw in de internationale inspanningen om de klimaatverandering te bestrijden en de opwarming van de aarde te beperken tot ver onder 2 graden Celsius boven het pre-industriële niveau, zoals bepaald in het Akkoord van Parijs. Om deze doelstelling te bereiken en beslissingen te nemen over beperking en aanpassing aan klimaatverandering, vereist het UNFCCC systematische waarnemingen van het klimaatsysteem.
Een wereldwijd waarnemingssysteem
De systematische internationale coördinatie van weer- en klimaat waarnemingen begon rond het midden van de 19e eeuw en zette in de jaren tachtig een grote stap voorwaarts met het besef dat het begrijpen en voorspellen van het klimaat een beter begrip van het systeem van de aarde als geheel zou vereisen - het weer, het klimaat, de oceanen, het land, de geologie, de natuurlijke hulpbronnen, de ecosystemen en de natuurlijke en door de mens veroorzaakte veranderingen. Zonder nauwkeurige, hoogwaardige waarnemingen met voldoende resolutie in zowel tijd als ruimte zouden de klimaatwetenschap en -diensten slechts beperkte vooruitgang kunnen boeken.
Het Global Climate Observing System (GCOS) is in 1992 formeel opgericht door de Wereld Meteorologische Organisatie (WMO), de Intergouvernementele Oceanografische Commissie (IOC), het Milieuprogramma van de Verenigde Naties (UNEP) en de Internationale Raad voor Wetenschap (ICSU). Het dient als een internationaal, interdisciplinair kader voor het voldoen aan alle nationale en internationale behoeften op het gebied van klimaat waarnemingen. Om tegemoet te komen aan deze behoefte aan systematische waarnemingen van het klimaat, heeft het GCOS-programma het concept van de Essentiële Klimaat Variabele (EKV) ontwikkeld.
De behoeften van EKV's
Een EKV is een fysische, chemische of biologische variabele of een groep van gekoppelde variabelen die kritisch bijdraagt aan de karakterisering van het klimaat op aarde. EKV's zijn geen selecte groep op zichzelf staande variabelen. Ze maken veeleer deel uit van een breder concept en worden geïdentificeerd op basis van de volgende criteria:
- Relevantie: de variabele is cruciaal voor het karakteriseren van het klimaatsysteem en de veranderingen daarin.
- Haalbaarheid: het observeren of afleiden van de variabele op wereldschaal is technisch haalbaar met behulp van bewezen, wetenschappelijk methoden
- Kosteneffectiviteit: het genereren en archiveren van gegevens over de variabele is betaalbaar, waarbij vooral gebruik wordt gemaakt van gecoördineerde observatiesystemen die gebruik maken van bewezen technologie en waarbij (waar mogelijk) gebruik wordt gemaakt van historische datasets.
Wetenschaps- en beleidskringen hebben het EKV-concept breed onderschreven. De partijen bij het UNFCCC hebben erkend dat deze plannen moeten worden uitgevoerd. De EKV's bevatten richtlijnen voor de rapportage over nationale programma's die bijdragen aan de mondiale klimaat observatie. In de WMO planning van wereldwijde observaties voor weer-, water- en klimaat toepassingen staan EKV's centraal en gelden de GCOS-beoordelings- en planningsdocumenten als leidraad.
De Climate Data Records (CDR's) van de waarnemingen in verband met de EKV's leveren het empirische bewijs dat nodig is om de ontwikkeling van het klimaat te begrijpen en te voorspellen. De EKV's dienen om mitigatie- en aanpassingsmaatregelen te sturen, om risico's te beoordelen en om de toewijzing van klimaat gebeurtenissen aan onderliggende oorzaken mogelijk te maken.
De reactie van de ruimtevaartorganisaties
GCOS werkt aan de systematische definitie van de klimaatinformatie behoeften ter ondersteuning van het UNFCCC, terwijl het Comité voor aardobservatiesatellieten (CEOS) en de Coördinatiegroep voor meteorologische satellieten (CGMS) - in de vorm van de gezamenlijke CEOS/CGMS-werkgroep voor het klimaat (WGClimate) - de planning van de satelliet bijdrage coördineren om aan deze behoeften te voldoen.
CDR's voor EKV's zijn over het algemeen afgeleid van een combinatie van satelliet- en in-situ-waarnemingen, waarbij satellietwaarnemingen voor de meeste EKV's een belangrijke bijdrage leveren. Van de 50 EKV's die door GCOS zijn geïdentificeerd, krijgt meer dan de helft een belangrijke bijdrage vanuit satellietmetingen (aardobservatie), waarbij een aantal uitsluitend is afgeleid van satellietmetingen. De mogelijkheden van aardobservatie-satellieten ter ondersteuning van de EKV informatie behoeften weerspiegelen hun unieke mogelijkheden en voordelen.
- Mogelijkheid tot observatie van een groot gebied: één enkel instrument op een polaire baansatelliet kan dagelijks de hele aarde observeren, terwijl instrumenten op geostationaire satellieten continu de dagcyclus van de aarde eronder monitoren. De polaire en geostationaire milieusatellieten houden samen de hele wereld constant in de gaten.
- Niet-intrusieve waarnemingen die het mogelijk maken gegevens te verzamelen zonder de nationale soevereiniteit in het gedrang te brengen
- Uniformiteit die het mogelijk maakt om dezelfde sensor op veel verschillende plaatsen in de wereld te gebruiken
- Snelle meetcapaciteit, waardoor de sensoren op elk punt op aarde kunnen worden gericht, ook op afgelegen en onherbergzame gebieden, waardoor de ontbossing in uitgestrekte tropische bossen kan worden gevolgd en het ijsverlies in de poolgebieden het hele jaar door kan worden opgespoord.
- Continuïteit, met enkele sensoren of series van sensoren die lange tijdreeksen van gegevens leveren die geschikt zijn voor klimaatstudies.
De reactie van ESA
Om aan deze UNFCCC- en GCOS-behoefte aan klimaatgegevens tegemoet te komen, heeft het Europees Ruimteagentschap (ESA) het programma Climate Change Initiative (CCI) opgezet. Het doel van het CCI is het volledige mondiale archief die ESA en lidstaten in de afgelopen 30 jaar heeft opgezet, open te stellen te stellen als een belangrijke en bijdrage aan de EKV-gegevens bestanden die door het UNFCCC zijn vereist. Het zorgt ervoor dat het volledige rendement wordt gehaald uit de beëindigde, lopende en geplande ESA-missies, met inbegrip van ERS, Envisat, de Earth Explorer-missies, de door ESA beheerde archieven van derde partijen en de Sentinel-constellatie.
Het programma onderneemt de activiteiten die nodig zijn om het UNFCCC te ondersteunen bij de productie van EKV's. Dit omvat de periodieke verwerking van de aarobservatie-gegevensreeksen waarbij de meest actuele algoritmen worden toegepast, plus de ontwikkeling van verbeterde algoritmen voor de EKV-productie uit nieuwe gegevensbronnen die in overeenstemming zijn met de langetermijnreeks. Download meer details over het verband tussen het CCI-programma en de GCOS-EKV's.
Het CCI-programma omvat 27 parallelle projecten gericht op EKV-dataproductie, plus een speciaal project voor klimaatmodellering, inclusief de beoordeling van de producten, een portaal dat alle producten onder één dak aanbiedt, een toolbox om het combineren en analyseren van de producten te vergemakkelijken, en een visualisatietool.