威斯康星大学牵头的研究臭氧和大气层的项目入围了下一代NASA卫星

STRIVE旨在更好地了解我们居住的对流层和其上方的平流层，即臭氧层所在的位置，以及这两层交界处的界面。该界面距离地面约6英里(10公里)，是重要的大气化学、环流和气候过程发生的地方。

除了STRIVE之外，进入决赛的另外两支队伍也包括来自华盛顿大学的研究人员。

进入概念验证阶段的四支团队将在接下来的一年里完善他们的提案。NASA随后将审查概念研究报告，并选择两支团队实施。进入最后阶段的项目将获得高达3.1亿美元的预算来建造这些仪器，NASA将于2030年或2032年将其发射入轨。这些卫星的初始工作寿命预计为两到三年。

华盛顿大学大气科学教授LyattJaeglé是STRIVE(即“利用红外垂直分辨光探测器的平流层对流层响应”)的首席研究员。这个国家级团队的合作伙伴来自学术界、工业界和联邦科学实验室。

STRIVE航天器上的两台仪器将观测温度、臭氧、水蒸气、甲烷、活性气体、烟雾和其他气溶胶颗粒。它们每天将收集40万组观测数据，比现在可能的数据多出数百到数千倍。STRIVE仪器不是直视地球，而是以一定角度指向地球表面，这样它们就可以更详细地捕捉大气层。

这些观测有助于监测大气中吸收紫外线的臭氧层如何重建或恶化;火山、野火或人类排放的烟雾颗粒如何穿过大气并影响空气质量;以及水蒸气、臭氧和高空云层如何影响气候系统。

STRIVE系统还将支持长期天气预报。

“在发生重大天气事件之前，平流层中可能会出现先兆，”Jaeglé说道。“我们提前几周就能看到这些迹象。观察平流层以及这些信号如何向下传播将是获得更好的亚季节到季节尺度天气预报的关键，因此可以提前两周到两个月。”

由于美国宇航局的几颗卫星即将达到其使用寿命，该机构正在寻找未来的可能性，继续追踪地球变化。

“对于地球观测，我们之前拥有的这些价值数十亿美元的仪器和平台需要更长的时间来设计和投入运行。我认为总体思路是转向更灵活、更快速的卫星任务，这些任务将设计得更快、成本更低，”Jaeglé说。“NASA仍将追求更大的任务，但这些较小的任务是他们正在推进的另一种工具。”

爱荷华大学的王俊是STRIVE的副首席研究员，美国宇航局戈达德太空飞行中心的卢克·阿曼是该项目的科学家。还有几位美国宇航局戈达德的科学家参与其中。STRIVE的其他华盛顿大学成员包括教授QiangFu、助理教授AlexTurner和附属教员DaehyunKim，他们都来自华盛顿大学大气科学系。

其他机构包括太平洋西北国家实验室、劳伦斯利弗莫尔国家实验室、美国国家大气研究中心、西北研究协会、科学系统与应用、美国国家航空航天局戈达德太空研究所、科罗拉多大学博尔德分校、多伦多大学和摩根州立大学。

STRIVE团队将在明年内制定一份包含深入的工程、成本和技术分析的报告。

“这非常令人兴奋。这是团队努力的结果，许多人都参与其中，”Jaeglé说道。“但也有点令人畏惧，因为明年将会非常忙碌，但对于如何将这些概念变成现实，这非常令人兴奋。”

四个入围项目中的另外两个也涉及华盛顿大学的科学家

由加州大学圣地亚哥分校牵头的EDGE提案提出采用一种新型激光仪器来测量植被、冰川和极地冰盖的高度。

“目前最先进的卫星激光测高仪(测量地表高度的卫星)是ICESat-2，它有六束激光。国际空间站上的GEDI有八束激光。EDGE将有40束激光，因此细节水平要高得多，”华盛顿大学应用物理实验室的研究科学家、ICESat-2科学团队成员和EDGE提案的研究员本杰明·史密斯(BenjaminSmith)表示。

EDGE卫星将收集全球森林的数据，并能够分辨出单棵树。与现有卫星不同，EDGE卫星将覆盖所有纬度，从北方森林到赤道，勘测茂密的雨林到稀疏的温带林地。EDGE还将观测全球的极地冰盖和冰川，包括美国西部、阿拉斯加和喜马拉雅山脉，这些地区的居民依靠融水进行水力发电、农业生产和家庭生活。

“它非常灵活，因此可以偏离目标收集重点区域的非常密集的3D测量数据，”华盛顿大学土木与环境工程助理教授、EDGE项目参与者DavidShean说道。“例如，我们可以一次性扫描雷尼尔山上的整个尼斯夸利冰川，甚至可能扫描太平洋西北部的许多其他冰川。”

STRIVE科学团队成员AlexTurner也是加州理工学院和美国宇航局喷气推进实验室牵头的Carbon-I计划的成员。Carbon-I将采集二氧化碳和甲烷气体样本，追踪亚马逊雨林等地的排放和吸收。它的全球分辨率为300米，大约相当于三个足球场的长度，并且可以放大到仅100英尺(30米)的分辨率来调查特定来源。

“我们怀疑，甲烷存在‘超级排放源’，也就是少数排放大量甲烷的来源，”特纳说。“从监管角度来看，如果你能及时找到并解决这些超级排放源的问题，你就能大幅减少排放量。”

该奖项是美国宇航局新地球系统探索者计划的一部分。另一个入围的提案是加州大学圣地亚哥分校牵头的ODYSEA。

美国宇航局总部副主任尼基·福克斯说：“随着我们继续应对气候变化及其对人类和环境的影响，对数据和科学研究的需求无比迫切。这些建议将帮助我们更好地应对今天和明天面临的挑战。”

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