Synergia EarthCARE ujawnia moc chmur i aerozoli
Dzięki wstępnym zdjęciom z każdego z instrumentów na pokładzie satelity ESA EarthCARE, nadszedł czas, aby ujawnić, w jaki sposób te cztery zaawansowane czujniki działają w synergii, aby dokładnie zmierzyć, w jaki sposób chmury i aerozole wpływają na ogrzewanie i chłodzenie naszej atmosfery.
Ujawnione dziś na Międzynarodowym Kongresie Astronautycznym w Mediolanie, we Włoszech, nowe wyniki wyraźnie podkreślają, w jaki sposób instrumenty EarthCARE mogą wykonywać różne pomiary chmur i aerozoli w tym samym czasie. Te synergiczne pomiary obiecują dostarczyć kluczowych informacji na temat delikatnego bilansu energetycznego Ziemi.
Bilans energetyczny określa ilość energii otrzymywanej przez Ziemię od Słońca i ilość promieniowania cieplnego emitowanego przez nią z powrotem w przestrzeń kosmiczną. Pod wpływem wielu czynników, w tym chmur, aerozoli i gazów cieplarnianych, bilans ten ma kluczowe znaczenie dla regulacji klimatu Ziemi.
Chociaż wiadomo, że chmury i aerozole ogólnie pomagają chłodzić atmosferę, ich interakcje z przychodzącym i wychodzącym ciepłem są bardzo złożone i nadal nie są w pełni zrozumiałe.
Rozpoczęta w maju 2024 r. misja EarthCARE - realizowana w ramach wspólnego przedsięwzięcia ESA i Japońskiej Agencji Badań Kosmicznych (JAXA) - ma ważne zadanie pomiaru różnych aspektów naszej atmosfery, aby pomóc nam zrozumieć, w jaki sposób chmury i aerozole odbijają napływającą energię słoneczną z powrotem w przestrzeń kosmiczną i jak wychwytują wychodzącą energię podczerwoną.
Dyrektor ds. programów obserwacji Ziemi w ESA, Simonetta Cheli, powiedziała: "Chociaż wciąż jesteśmy na wczesnym etapie misji i zajęci fazą uruchamiania satelity, wyniki, które dziś prezentujemy, są naprawdę niezwykłe.
"Nie tylko potwierdzają one, że wszystkie cztery instrumenty i złożony sposób przetwarzania danych działają wyjątkowo dobrze, ale także podkreślają moc ich połączonych pomiarów. To pokazuje, że misja jest na dobrej drodze do osiągnięcia swoich celów.
"Dane, które zostały zarejestrowane 18 września, oferują rozległy widok od Europy Środkowej po Szwecję. W szczególności ujawniają wiele różnych sygnatur burzy nad północnymi Włochami, w pobliżu Mediolanu, gdzie jesteśmy dzisiaj".
Radar profilujący chmury EarthCARE, który został dostarczony przez JAXA, pokazuje informacje na temat pionowej struktury i wewnętrznej dynamiki chmur, lidar atmosferyczny dostarcza profile aerozoli i cienkich chmur, a także informacje o wierzchołkach chmur, obrazowanie wielospektralne oferuje szeroki przegląd sceny w wielu długościach fal, a szerokopasmowy radiometr mierzy odbite promieniowanie słoneczne i wychodzące promieniowanie podczerwone pochodzące z Ziemi.
Powyższa animacja podkreśla dwie kluczowe funkcje, aby zademonstrować synergiczne możliwości EarthCARE.
Podczas gdy obrazowanie wielospektralne zapewnia ogólny kontekst sceny, animacja najpierw skupia się na niedawnej burzy nad północnymi Włochami i północną Korsyką. Burza spowodowała poważne powodzie we włoskim regionie Emilia Romagna i była częścią większego systemu konwekcyjnego związanego z burzą Boris, która zdewastowała część Europy Środkowej.
Na tym etapie animacji radar profilowania chmur dostarcza większość danych ze względu na duże cząstki tworzące się w chmurach burzowych. Następnie lidar atmosferyczny wykrywa warstwę 1-2 km w najwyższym regionie chmury, ujawniając kluczowe szczegóły dotyczące warstwy lodu na szczycie chmury.
Pełna synergia między radarem profilującym chmury a lidarem staje się widoczna, gdy skupiamy się blisko szczytu chmury, gdzie oba instrumenty dostarczają uzupełniających się danych, umożliwiając bardziej szczegółową charakterystykę chmury.
Misją EarthCARE jest dostarczenie informacji na temat tego, gdzie chmury i aerozole ogrzewają lub chłodzą atmosferę, a te wstępne wyniki synergii skutecznie to pokazują.
Ujawniają silny efekt chłodzenia na szczycie burzy z powodu wysokiej emisji promieniowania cieplnego w przestrzeń kosmiczną. Pod tą warstwą chłodzącą gęsta chmura pochłania ciepło promieniujące z powierzchni Ziemi, tworząc efekt ocieplenia.
Po drugie, animacja podkreśla chmury cirrus nad Szwecją, które są częścią formacji chmur lodowych na dużych wysokościach. Chmury te są szczególnie istotne dla nauki o klimacie, ponieważ chociaż wydają się cienkie i przepuszczają światło słoneczne, ogrzewając w ten sposób powierzchnię Ziemi, zatrzymują również promieniowanie cieplne emitowane z powierzchni Ziemi, zapobiegając jego ucieczce w przestrzeń kosmiczną. Ten podwójny efekt przyczynia się do ogólnego ocieplenia atmosfery.
W przeciwieństwie do burzy, lidar atmosferyczny dostarcza informacji o prawie całej chmurze cirrus, na wysokości od 8 do 13 km, podczas gdy radar koncentruje się głównie na dolnym obszarze, gdzie tworzą się większe kryształy lodu. Jednak w dolnych dwóch kilometrach zarówno radar, jak i lidar dostarczają danych, umożliwiając synergiczne pobieranie danych na znacznej części chmury cirrus.
Ogólny efekt ogrzewania chmur cirrus, szczególnie w ich górnych warstwach, jest widoczny tam, gdzie chmury pochłaniają zarówno promieniowanie słoneczne z góry, jak i od dołu promieniowanie cieplne emitowane z powierzchni Ziemi. Ten efekt ocieplenia jest przerywany w obszarach, w których chmura gęstnieje i tworzą się większe cząsteczki lodu, blokując promieniowanie cieplne z Ziemi.
W tych gęstszych regionach wierzchołek chmury chłodzi się, emitując promieniowanie cieplne w przestrzeń kosmiczną. Pomimo tych lokalnych efektów chłodzenia, chmury cirrus przyczyniają się do ogólnego ocieplenia atmosfery.
Inne cechy obejmują niskopoziomową warstwę aerozolu, prawdopodobnie związaną z zamgleniem związanym z zanieczyszczeniem nad Niemcami, oraz niskopoziomową chmurę morską nad południowym Bałtykiem.
Thorsten Fehr, naukowiec misji EarthCARE ESA, powiedział: "Udostępnienie danych na tak wczesnym etapie jest świadectwem wyjątkowej pracy zespołu EarthCARE, w szczególności naukowców, którzy opracowali te produkty danych. Podkreśla to wyjątkową zdolność EarthCARE do jednoczesnego dostarczania bezpośrednich pomiarów zarówno chmur, jak i aerozoli, umożliwiając bezprecedensową ocenę ich wpływu na klimat."
JAXA również była zajęta przetwarzaniem danych synergicznych, przeczytaj: Synergiczne obrazy chmur wykonane przez EarthCARE.
Hitonori Maejima, starszy dyrektor ds. misji obserwacji Ziemi w JAXA, powiedział: "Łącząc pomiary z czterech czujników, EarthCARE może uchwycić różne rodzaje chmur, aerozoli i ich funkcji. Jest to symbol współpracy między ESA i JAXA".
Dziękujemy, że przeczytałaś/eś artykuł! Obserwuj nas w Wiadomościach Google.
