La NASA observe l'élévation du niveau de la mer depuis l'espace et ses centres’les fenêtres

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Par Lara Streiff,

Centre de vol spatial Goddard de la NASA

Les deux tiers de la Terre recouverts d’eau peuvent mettre en péril jusqu’à deux tiers de l’infrastructure de la NASA construite à quelques mètres du niveau de la mer.

Certains centres et installations de la NASA sont situés dans l’immobilier côtier parce que le rivage est un environnement plus sûr et moins habité en cas de problème. Mais maintenant, ces rampes de lancement, laboratoires, aérodromes et installations d’essai sont potentiellement menacés en raison de l’élévation du niveau de la mer.

Un aperçu de la façon dont la NASA fait face à la menace de l’élévation du niveau de la mer sur son infrastructure côtière, en particulier au Langley Research Center à Hampton, en Virginie, et au Ames Research Center à Mountain View, en Californie. Crédit: Joe Atkinson / Kevin Anderson / Rob Lorkiewicz / Gary Banziger. 1998 inonder images avec l’aimable autorisation de Santa Clara Valley Water District.

À mesure que le niveau de la mer augmente, les dommages potentiels causés par les tempêtes, les ondes de tempête et les événements météorologiques extrêmes. Dans 2005, le cyclone tropical le plus coûteux jamais enregistré à l’époque – l’ouragan Katrina – a frappé le golfe du Mexique, coupant le courant à l’installation d’assemblage Michoud de la NASA à la Nouvelle-Orléans. Il a été apparié en 2015 par l’ouragan Harvey, qui a inondé le centre de formation de Sonny Carter où les astronautes s’entraînent au Johnson Space Center de la NASA à Houston. Les dunes de sable protectrices du centre spatial Kennedy de la NASA en Floride ont été emportées par les vents et les marées hautes générées par l’ouragan Sandy en 2014, puis à nouveau par l’ouragan Mathew en 2016.

Les routes menant au centre de recherche Langley de la NASA à Hampton, en Virginie, sont de plus en plus inondées d’eau, coupant l’accès aux bâtiments. De l’autre côté du pays, dans les zones humides entourant la baie de San Francisco, les aérodromes du centre de recherche Ames de la NASA dans la Silicon Valley, en Californie, sont confrontés à la même menace.

Dans 2015, la NASA a passé en revue ces vulnérabilités à l’élévation du niveau de la mer par le biais de son groupe de travail sur l’adaptation au climat (CASI), et a résumé certaines des conclusions dans un article paru sur le site Web de l’observatoire de la Terre de la NASA.

Maps of several of NASA centers with areas that may flood due to sea level rise in red.
Les zones ombrées en rouge montrent les terres autour de cinq centres de la NASA qui seraient inondés par 12 pouces (30 centimètres) d’élévation du niveau de la mer. Le groupe de travail CASI de la NASA a conclu du 5 au 15 pouces (13 à 61 centimètres) d’élévation du niveau de la mer est projetée pour les centres côtiers par 2050. Crédit: Cartes de l’observatoire de la Terre de la NASA par Joshua Stevens basées sur les données du groupe de travail des chercheurs sur l’adaptation au climat de la NASA

Le taux accepté d’élévation globale du niveau de la mer semble faussement petit, à 3,3 millimètres par an, un peu plus d’un dixième de pouce. Mais cette augmentation s’accélère, passant d’environ 0,1 pouce (2,5 millimètres) par an dans le 560 s à environ 0. 13 pouces (3,4 millimètres) par an aujourd’hui. Lorsqu’ils sont combinés avec des terres qui coulent et la fréquence croissante de catastrophes naturelles et d’ondes de tempête, ces millimètres s’additionnent pour inquiéter de nombreuses régions du monde, y compris plusieurs centres de la NASA.

Tous les bâtiments et terrains de la NASA représentent plus de $ 26 milliards d’infrastructures. Beaucoup ont également une valeur sentimentale en tant que structures sur lesquelles l’histoire de la NASA a été construite. Donc, pour ceux qui sont menacés par la montée des mers, l’agence prend des mesures pour se préparer.

An aerial view of Kennedy Space Center in Florida.
Le centre spatial Kennedy de la NASA en Floride et ses rampes de lancement historiques qui sont toujours utilisées aujourd’hui sont menacées par les vagues de l’Atlantique qui sont à quelques mètres seulement. Crédit: NASA / Robert Simmon, utilisant les données ALI distribuées par l’USGS Global Visualization Viewer

Construire

Chez Kennedy, il y a des parties du tableau de bord 32 A – le site d’où les astronautes d’Apollo ont décollé lors de leurs voyages vers la Lune – qui devraient commencer à être inondés périodiquement à partir de 2020 au lieu de sporadiques occasionnelles inondations vécues dans le passé. Les conditions météorologiques qui précèdent les inondations gommeraient généralement un lancement prévu de toute façon, mais la fréquence et la taille des inondations devraient continuer à augmenter au cours des prochaines décennies et pourraient éventuellement endommager les structures existantes.

En réponse, le port spatial a lancé un projet de restauration du littoral pour ajouter 450, 000 mètres cubes de sable de plage – c’est l’équivalent de remplir environ 61 Piscines de taille olympique – aux 3,5 miles de Kennedy de côte. Cette solution sédimentaire devrait être achevée d’ici mars 2017, et pourrait s’avérer crucial pour une utilisation continue par le locataire actuel, SpaceX, pour ses prochains lancements de Falcon Rocket. Mais ce n’est pas une solution permanente.

Comme Kennedy, l’installation de vol Wallops de la NASA sur Wallops Island, en Virginie, a ses rampes de lancement et ses bâtiments à quelques centaines de pieds de l’océan Atlantique. L’administrateur adjoint du bureau de l’infrastructure stratégique de la NASA, Calvin Williams, déclare qu’en raison de l’érosion en cours sur l’île-barrière, le centre a déjà reconstitué les plages cinq fois, avec des coûts moyens d’environ 14 millions par projet.

Un autre problème lié aux inondations et à l’élévation du niveau de l’eau est l’accès aux installations lorsque les routes sont inondées ou endommagées. On estime que la fréquence des inondations à marée haute, également connues sous le nom d’inondations nuisibles en raison des inconvénients des fermetures de routes associées, a triplé par rapport à 50 il y a des années. À Kennedy, environ 1,5 mille de routes doivent être surélevées jusqu’à 1 pied pour éviter la dégradation avant la fin de la décennie; par 2059, cela devient 20 miles de chaussée surélevée jusqu’à 2 pieds, et vers la fin du siècle pratiquement toutes ses routes (presque 100 miles) aura besoin de travail pour rester au-dessus de l’eau.

Se battre ou sortir

Une approche différente est en cours en Virginie, à Houston, à la Nouvelle-Orléans et dans la Silicon Valley. Les centres de ces sites se concentrent sur le durcissement des bâtiments à risque et, dans certains cas, même sur les opérations de déplacement, qui ont toutes deux la priorité sur le renforcement du milieu environnant.

«Nous démolissons des installations situées dans des zones très vulnérables et construisons toutes nos nouvelles installations à nos altitudes plus élevées», a déclaré Loretta Kelemen, directrice de la direction des opérations du centre à Langley à Hampton, en Virginie. «Si vous ne pouvez pas déplacer l’installation, vous devez la renforcer contre les tempêtes.»

Au Johnson Space Center de Houston, le durcissement comprend des portes résistantes aux inondations, des systèmes de prise d’eau accrus et des cabanes de garde surélevées afin que les opérations importantes comme le contrôle de mission et la formation des astronautes soient moins susceptibles d’être affectées par les inondations.

À la Nouvelle-Orléans, Michoud se trouve sous le niveau de la mer et aurait pu être détruit lors de l’ouragan Katrina si ce n’était d’un système de pompage existant sur place qui s’est déplacé jusqu’à 250, 000 gallons d’eau par minute. Depuis lors, l’installation a doublé sa capacité de pompage pour protéger l’imposante usine de fabrication, qui comprend un 37 – bâtiment d’un acre qui abritait auparavant des fusées Saturn et des boosters de navette spatiale, et où le système de lancement spatial (SLS) est en cours d’assemblage – à partir d’événements météorologiques supplémentaires.

Kelemen dit que les données provenant de scientifiques de la NASA et de l’extérieur de l’agence sont alarmantes. Les estimations les plus prudentes prédisent au moins un 13 – élévation du niveau de la mer en pouces de 2080 mais indiquent un impact beaucoup plus important si le taux d’élévation du niveau de la mer continue de s’accélérer comme il l’a fait au cours des dernières décennies. Pour Langley, les préoccupations liées à l’élévation du niveau de la mer sont aggravées par l’affaissement de la zone – un affaissement de la masse continentale sous les installations. Des mesures de précision à la NASA Langley montrent qu’il coule de 0. 000 pouces (2 millimètres) par an, ce qui signifie son taux effectif de l’élévation du niveau de la mer est plus proche de 0. 15 pouces (6 millimètres) par an.

Selon Garrett Turner, un ingénieur en environnement à Ames, son campus de la Silicon Valley à Mountain View, en Californie, est également confronté à un affaissement dû à un surpompage régional des eaux souterraines. Ames et Langley sont parmi les plus anciens centres de la NASA, avec des bâtiments datant du début et du milieu – 1900 s. Les deux partagent maintenant un plan à long terme pour déplacer leurs opérations vers des altitudes plus élevées afin d’éviter l’élévation du niveau de la mer projetée au cours du siècle.

«Notre plan directeur a envisagé de prendre des installations qui se trouvent dans la plaine inondable centenaire actuelle et de les déplacer, et de déplacer l’ensemble du campus, plus au sud – ce qui est plusieurs pieds plus haut et a un impact attendu beaucoup plus faible de l’élévation du niveau de la mer », a déclaré Turner. «Je ne sais pas si nous allons avancer assez vite pour rester en avance sur l’élévation du niveau de la mer, mais nous les déplaçons aussi vite que possible.»

Regarder vers l’avant

Ces efforts visent à protéger les missions de la NASA en préservant les terrains et les installations qui les rendent possibles. L’agence surveille les températures mondiales, la fonte des glaces et l’élévation du niveau de la mer dans le cadre de sa mission scientifique depuis des décennies. Désormais, il utilise également ces données pour préparer ses propres centres aux éventuels impacts.

Map showing changes in sea level rise around the globe.
Cette carte montre l’évolution du niveau de la mer entre 1900 et 2014 mesuré par les missions TOPEX / Poséidon, Jason-1, Jason-2 et Jason-3. Crédit: Images du NASA Scientific Visualization Studio de Kel Elkins, utilisant les données de JASON-1, JASON-2 et TOPEX / Poseidon.

«Nous voulons nous assurer que nous prenons les mesures nécessaires pour nous assurer qu’à l’avenir nous disposons d’installations de lancement et de recherche capables de poursuivre la mission de la NASA», a déclaré Williams. «C’est pourquoi nous prenons très au sérieux l’élévation du niveau de la mer et le changement climatique.»

Certaines des missions passées qui suivent ces changements incluent le TOPEX-Poséidon et le satellite altimétrique Jason-1, joint-ventures entre le Centre National d’Etudes Spatiales et la NASA, ainsi que les successeurs de Jason-1 Jason-2 et Jason 3, une coopération entre la NASA, le CNES, la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) et l’Organisation européenne pour l’exploitation des satellites météorologiques (EUMETSAT). Ceux-ci ont fourni aux scientifiques une topographie détaillée des océans.

L’expérience de récupération par gravité et de climat (

GRACE ) et les satellites GRACE-Follow On – le Centre aérospatial allemand, la NASA et le Centre allemand de recherche GFZ pour les géosciences – ainsi que la glace, le nuage , et le satellite d’élévation terrestre (ICESat) et

ICESat-2 , ont également aidé à suivre l’élévation du niveau de la mer en surveillant la masse de glace mondiale et le mouvement de l’eau.

Le satellite Sentinel-6 Michael Freilich – développé conjointement par la NASA, l’Agence spatiale européenne (ESA) dans le cadre du programme européen Copernicus dirigé par la Commission européenne, EUMETSAT et la NOAA, (avec un soutien financier de la Commission européenne et des contributions du CNES) – sera lancé depuis la base aérienne de Vandenberg près de Santa Barbara, Californie.

Le satellite utilisera des signaux électromagnétiques rebondissant sur la surface de l’océan pour effectuer certaines des mesures les plus précises du niveau de la mer à ce jour. Il sera suivi d’un deuxième satellite en 2020 , et ensemble, ils constitueront un presque 24 – année record de l’évolution du niveau de la mer, informant les scientifiques, les décideurs et les gestionnaires des installations de la NASA.