El equipo de la Universidad de Texas en Austin que dirigió un sistema de satélites gemelos lanzado en 2002 para tomar medidas detalladas de la Tierra, llamado Experimento Climático y Recuperación por Gravedad (GRACE), informes en el número más reciente de la revista Naturaleza Cambio Climático sobre las contribuciones que sus casi dos décadas de datos han hecho a nuestra comprensión de los patrones climáticos globales.

Entre las muchas contribuciones que ha hecho GRACE:

• GRACE registró tres veces la masa de hielo perdida en las regiones polares y montañosas desde que se iniciaron las primeras mediciones, una consecuencia del calentamiento global.
• GRACE permitió medir la cantidad de calor agregado al océano y la ubicación de dicho calor que permanece almacenado en el océano. GRACE ha proporcionado observaciones detalladas, confirmando que la mayor parte del calentamiento ocurre en los 2 superiores, 000 metros de los océanos.
• GRACE ha observado que de los 37 acuíferos terrestres más grandes, 13 han sufrido una pérdida de masa crítica. Esta perdida debido tanto a un efecto relacionado con el clima como a un efecto antropogénico (inducido por el hombre), documenta la disponibilidad reducida de limpieza, suministros de agua dulce para consumo humano.
• La información recopilada de GRACE proporciona datos vitales para la agencia federal Monitor de sequía de los Estados Unidos y ha arrojado luz sobre las causas de la sequía y el agotamiento de los acuíferos en lugares de todo el mundo. desde la India hasta California.

Destinado a durar solo cinco años en órbita por un tiempo limitado misión experimental para medir pequeños cambios en los campos gravitacionales de la Tierra, GRACE operó durante más de 15 años y ha proporcionado información sin precedentes sobre nuestros recursos hídricos globales, desde mediciones más precisas de la pérdida de hielo polar hasta una mejor vista de las corrientes oceánicas, y el aumento del nivel global del mar. La misión fue una colaboración entre la NASA y el Centro Aeroespacial Alemán y fue dirigida por investigadores del Centro de Investigación Espacial (CSR) de la Escuela de Ingeniería Cockrell de UT.

El Centro de Computación Avanzada de Texas (TACC) de UT ha jugado un papel fundamental en este proyecto internacional durante los últimos 15 años, según Byron Tapley, la Presidenta Emérita del Centenario Clare Cockrell Williams en el Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Ingeniería que estableció el Centro de Investigación Espacial en UT en 1981 y que se desempeñó como investigadora principal de la misión GRACE.

"A medida que ha aumentado la demanda de productos científicos de GRACE, La capacidad de TACC para respaldar estas demandas ha aumentado. Ha sido una transición sin problemas a un entorno de informes mucho más rico, " él dijo.

Midiendo los cambios en la masa que causan desviaciones en la fuerza de la fuerza de gravedad en los diversos sistemas de la Tierra:los sistemas de agua, capa de hielo, atmósfera, movimientos de tierra, y más:los satélites pueden medir pequeños cambios en las interacciones del sistema terrestre.

"Al monitorear los componentes físicos del sistema dinámico de la Tierra en su conjunto, GRACE proporciona una descripción general holística y variable en el tiempo de cómo nuestros océanos, la atmósfera y la topografía de la superficie terrestre interactúan, "Dijo Tapley.

El sistema de datos para la misión está altamente distribuido y requiere un almacenamiento y cálculo de datos importantes a través de una red distribuida internacionalmente. Aunque los productos de datos finales para las soluciones de RSE se generan en TACC, Hay un esfuerzo considerable en Alemania por parte del Centro de Geofísica en Potsdam y el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA (JPL) en Pasadena, California. El análisis final de RSE en TACC comienza con un enlace descendente de datos desde los satélites a un centro de recopilación de datos sin procesar en Alemania. Luego, los datos se transmiten a JPL, donde las mediciones primarias se convierten en las mediciones geofísicas que consisten en GPS, acelerómetro, cuaterniones de actitud, y las mediciones de distancia entre satélites de alta precisión recopiladas por cada satélite durante un período de observación de un mes.

"La recopilación de información de esta comunidad internacional se une a la capacidad informática fundamental y la filosofía operativa en TACC para someterse al análisis de datos desafiante necesario para obtener la visión de cambio de paradigma de las interacciones de la Tierra, "Dijo Tapley.

A pesar de ser una empresa arriesgada que opera con una financiación mínima, la misión GRACE superó todas las expectativas y continúa proporcionando un conjunto crítico de medidas.

"El concepto de utilizar los patrones gravimétricos cambiantes en la Tierra como un medio para comprender los cambios importantes en las interacciones del sistema terrestre se había propuesto anteriormente, ", Dijo Tapley." Pero fuimos los primeros en hacerlo realidad a un nivel de medición que respaldaba las necesidades de la diversa comunidad científica de la Tierra ".

Uno de los notables beneficios de trabajar con TACC, según Tapley, es la capacidad de plantear preguntas cuyas soluciones no habrían sido factibles antes del TACC y encontrar la capacidad para responder a las preguntas.

"Como ejemplo, cuando comenzamos la misión GRACE, nuestra capacidad estaba mirando modelos de gravedad que se caracterizaban por aproximadamente 5, 000 parámetros de modelo, cuya solución se obtuvo a intervalos de análisis aproximadamente anuales. Los modelos GRACE solo para satélites actuales se basan en aproximadamente 33, 000 parámetros que tenemos la capacidad de determinar a intervalos diarios. En el nuevo análisis final de los datos de GRACE, buscamos ampliar esta parametrización a 4, 000, 000 parámetros para el modelo medio. La interacción con TACC siempre se ha dado en el contexto de:'Si la respuesta a una pregunta significativa requiere cálculos extensos, encontremos una manera de satisfacer ese requisito, '", Dijo Tapley.

Ahora que la misión de seguimiento GRACE, en el que la RSE seguirá desempeñando un papel, se ha lanzado con éxito, es posible la oportunidad de continuar con el récord de GRACE para una segunda medición de varios decenios de cambios en la masa en todo el sistema de la Tierra. Los ingenieros y científicos anticipan que el intervalo de datos más largo les permitirá ver una imagen aún más clara de cómo se comportan los patrones climáticos del planeta a lo largo del tiempo.