EarthCARE szczegółowo profiluje cząsteczki atmosferyczne
Uruchomiony w maju satelita ESA EarthCARE robi furorę, dostarczając już pierwsze obrazy z trzech swoich instrumentów naukowych. Teraz w centrum uwagi znajduje się lidar atmosferyczny, najbardziej zaawansowany z czterech instrumentów satelity.
Ten najnowocześniejszy czujnik uchwycił szczegółowe pionowe profile aerozoli atmosferycznych o wysokości 20 km - drobnych cząstek i kropelek pochodzących ze źródeł naturalnych, takich jak pożary, kurz i aerozol morski, a także z działalności człowieka, takiej jak emisje przemysłowe lub spalanie drewna - oraz chmur w różnych regionach globu.
Emitując impulsy światła ultrafioletowego i analizując odbite sygnały, ten unikalny lidar jest wykorzystywany do pomiaru rozmieszczenia i właściwości aerozoli i chmur, w tym ich wysokości, grubości, właściwości optycznych i cech fizycznych.
Pracując w połączeniu z pozostałymi trzema instrumentami satelity, ma to kluczowe znaczenie dla zrozumienia roli aerozoli i chmur w bilansie energetycznym Ziemi. W szczególności lidar atmosferyczny dostarczy również ważnych danych wejściowych w celu poprawy prognoz jakości powietrza.
Pierwszy obraz tutaj, z lidaru atmosferycznego z 2 sierpnia, przedstawia profil polarnych chmur stratosferycznych nad Antarktydą. Szary pasek poniżej, podobnie jak na wszystkich zdjęciach, to odpowiedni obszar uchwycony w podczerwieni przez wielospektralny instrument obrazujący EarthCARE, który nadaje naturalny kontekst wizualny wszystkim danym instrumentów.
Polarne chmury stratosferyczne są kluczowymi czynnikami przyczyniającymi się do zubożenia ozonu stratosferycznego zimą i wiosną. Chmury te służą jako powierzchnie dla reakcji chemicznych, które generują wolne rodniki chloru, które aktywnie niszczą cząsteczki ozonu w stratosferze. Proces ten jest kluczowym czynnikiem w powstawaniu niesławnej dziury ozonowej nad Antarktydą.
Szarpany kształt chmur w prawym środkowym rogu jest prawdopodobnie spowodowany falami grawitacyjnymi. Fale grawitacyjne powstają, gdy powietrze jest wypychane w górę do warstwy stabilnego powietrza, a grawitacja ciągnie powietrze z powrotem w dół, tworząc efekt falowania - podobnie jak fale w oceanie.
Fale te przenoszą energię i pęd z dolnej atmosfery do górnej atmosfery, wpływając na wzorce pogodowe, ogólną cyrkulację atmosferyczną i wpływając na tworzenie polarnych chmur stratosferycznych.
Drugie zdjęcie, zrobione 4 sierpnia, to pas nad Ameryką Północną. Tutaj wyraźnie widać obecność burzy tropikalnej Debby nad Zatoką Meksykańską, podobnie jak duże chmury konwekcyjne dalej na północ. Ponieważ chmury te są optycznie bardzo gęste, jak widać w informacjach z obrazowania multispektralnego, lidar rejestruje szczegóły wierzchołków chmur, ale nie widzi pod nimi.
Dodatkowo w centralnej części profilu widoczna jest uderzająca czerwona warstwa aerozoli. Aerozole te zostały przeniesione przez wiatr z pożarów lasów, które płoną od kilku tygodni w kilku regionach Kanady.
Dym z pożarów lasów odgrywa złożoną rolę w zmianach klimatycznych, zarówno z natychmiastowymi, jak i długoterminowymi skutkami, które mogą zakłócać wzorce pogodowe, przyspieszać globalne ocieplenie, a także wpływać na jakość powietrza w pobliżu ziemi.
Pod tą gęstą warstwą dymu znajduje się bardziej rozproszona koncentracja aerozoli, pochodzących z różnych źródeł.
Trzeci obraz, zarejestrowany 3 sierpnia nad środkowym Atlantykiem, jest szczególnie bogaty w informacje. Chmury cirrus na dużych wysokościach, głębokie chmury konwekcyjne i niskie, cienkie chmury są widoczne w tym profilu. Widoczne są również dwa różne rodzaje aerozoli: aerozole morskie, które zawierają aerozol solny z oceanu, oraz gruba warstwa pyłu z afrykańskiej pustyni Sahara.
Zrozumienie złożonego związku tych chmur i aerozoli w tropikach ma fundamentalne znaczenie dla zrozumienia klimatu Ziemi i jego zmian.
Ostatnie zdjęcie, z 2 sierpnia, to pas nad Afryką. Oprócz wysokich chmur konwekcyjnych, najbardziej widoczną cechą jest tutaj bardzo gęsta warstwa aerozoli pochodzących ze spalania biomasy, co jest powszechne o tej porze roku na dużych obszarach kontynentu. Pożary te są najczęściej rozpalane w celu usunięcia lasów lub zeszłorocznych upraw i zrobienia miejsca dla oczyszczonych gruntów rolnych.
Dyrektor ds. programów obserwacji Ziemi w ESA, Simonetta Cheli, powiedziała: "Po pierwszych zdjęciach z pozostałych trzech instrumentów EarthCARE, możemy teraz również zobaczyć, jak dobrze działa lidar atmosferyczny. Te profile z lidaru atmosferycznego pochodzą dokładnie tak, jak przewidywaliśmy, po tym, jak instrument przeszedł rutynowe procesy dekontaminacji i kalibracji.
"Lidar atmosferyczny daje nam zupełnie nowy wgląd w pionowy rozkład chmur i aerozoli, a wraz z innymi instrumentami stawia nas na dobrej drodze do uzyskania nowego naukowego zrozumienia bilansu energetycznego Ziemi."
W ramach trwających wysiłków mających na celu walidację instrumentów EarthCARE, szeroko zakrojona kampania terenowa jest obecnie w pełnym rozkwicie.
Kampania ORCESTRA to międzynarodowa inicjatywa, która łączy w sobie osiem różnych pod-kampanii, w których pomiary są wykonywane z różnych samolotów, statków i instrumentów naziemnych, w celu porównania z pomiarami EarthCARE. Szereg pomiarów jest starannie zaplanowanych w czasie, aby były wykonywane w tym samym czasie, gdy EarthCARE przechodzi nad horyzontem. Ponadto, kampania NASA o nazwie ARCSIX również przeleciała nad EarthCARE za pomocą lidaru i wielospektralnego imagera.
Odwiedź blog ESA Campaign Earth, aby śledzić aktualizacje dotyczące kampanii.
Polubiłeś już tę stronę, możesz ją polubić tylko raz!
Dziękujemy, że przeczytałaś/eś artykuł! Obserwuj nas w Wiadomościach Google.
