Ar pirmo skatu uz Zemi, NASA EMIT misija sasniedz pagrieziena punktu, lai labāk izprastu atmosfērā esošo minerālu putekļu ietekmi uz klimatu.
Uz 27 jūlijā 2022, NASA Zemes virsmas minerālu putekļu avota izpēte (EMIT), kas uzstādīta uz Starptautisko telpa Stacija 22. gada 24.–2022. jūlijā sasniedza pagrieziena punktu, sniedzot pirmo Zemes skatu (sauktu par “pirmo gaismu”). Misijas mērķis ir kartēt minerālu putekļu sastāvu sausos Zemes reģionos, lai labāk izprastu, kā putekļi ietekmē klimata sasilšanu vai sadursmi.
Klimata sasilšanas efekts siltumnīca gāzu izplatība ir labi saprotama, tomēr ir neskaidrības par to, kā kvantitatīvi noteikt atmosfērā emitēto minerālu putekļu ietekmi uz klimatu, jo putekļu sastāva mērījumi ir ierobežoti.
Minerālputekļi, augsnes putekļu aerosola sastāvdaļa (aerosols ir šķidru vai cietu daļiņu suspensija atmosfērā ar daļiņu diametru diapazonā no 10-9 līdz 10-3 m.), spēlē nozīmīgu lomu klimata sistēmā. Lai novērtētu dažādus minerālu putekļu ietekmes uz klimatu aspektus, ir svarīgi zināt to izcelsmi, koncentrāciju un izplatību visā pasaulē. Klimata modelētāji cenšas izmantot dažādus transporta modeļus, kuros tiek izmantota putekļu emisijas, to izplatības un absorbcijas un izkliedes īpašību parametrizācija.
Dati par minerālu putekļiem un modeļiem pašlaik ir ierobežoti reģionālā līmenī, un tos nevar atrisināt globālā mērogā. Līdz šim nav nevienas esošas datu kopas, kas varētu aprakstīt visus minerālu putekļu cikla aspektus globālajā atmosfērā.
Minerālie putekļi, kas ir galvenā globālās aerosola slodzes sastāvdaļa, var būtiski ietekmēt zemes sistēmas enerģijas bilanci tieši, absorbējot un izkliedējot saules un termisko starojumu, un netieši mijiedarbojoties ar mākoņiem, veidojot mākoņu kondensācijas kodolus (CCN) un mainot tos. īpašības. Lai gan ir pietiekami laba zinātniskā izpratne par procesiem, kas saistīti ar minerālu putekļu ietekmi uz klimata sistēmu, pastāv liela nenoteiktība, novērtējot minerālu putekļu tiešo un netiešo ietekmi uz klimatu, jo īpaši globālā mērogā. Radiācijas līdzsvara traucējumi, ko izraisa minerālu putekļi, ir aprakstīti kā putekļu izstarojuma spēks (mērīts W/m2) ir neto izmaiņas (uz augšu) starojuma plūsmā, ko izraisa minerālu putekļu aerosols. Tātad jebkuras minerālu putekļu slodzes izmaiņas atmosfērā mainīs reģiona radiācijas bilanci un var izraisīt diferenciālu sildīšanu/dzesēšanu, kas ietekmēs globālo cirkulācijas sistēmu un klimatu. Minerālu putekļu radītā starojuma iedarbība ir atkarīga no vairākām putekļu īpašībām, piemēram, to optiskajām īpašībām (refrakcijas indekss), ķīmiskā sastāva, izmēra, formas, vertikālā un horizontālā sadalījuma, spējas sajaukties ar citām daļiņām, mitruma utt. minerālu putekļi atmosfērā, bet to nogulsnēšanās uz virsmas arī rada būtiskas sekas, jo var mainīt virsmas albedo (virsmas atstarojošo spēku) un ietekmēt ledāju un polāro ledus cepuru kušanas ātrumu.
Šajā kontekstā EMIT minerālu putekļu mērījumi ir diezgan nozīmīgi. Tas ne tikai pārvarēs plaisu mūsu zināšanās, bet arī nodrošinās tik ļoti nepieciešamo globālo datu kopu, kas palīdzēs modelētājiem izprast un parametrizēt putekļu ietekmi klimata modeļos.
EMIT mērījumi atklās minerālu sastāvu un dinamiku putekļos ap globālo atmosfēru. Tikai sekundē attēlveidošanas spektrometrs NASA EMIT spēj uztvert simtiem tūkstošu redzamo un infrasarkano gaismas spektru, kas rodas, izkliedējot/atspoguļojot minerālu putekļu daļiņas, un radīt spektrālos pirkstu nospiedumus no zemes reģiona. Pamatojoties uz spektra krāsu (viļņa garumu), var identificēt arī dažādus komponentus, piemēram, augsni, akmeņus, veģetāciju, mežus, upes un mākoņus. Taču misijas galvenais mērķis būtu izmērīt minerālus atmosfērā, kas iegūti no sausajiem un daļēji sausajiem putekļu ražošanas reģioniem pasaulē. Tas galu galā palīdzētu labāk izprast minerālu putekļu ietekmi uz klimatu un palīdzētu izstrādāt labāku klimata modeli.
***
Avoti:
- JPL 2022. NASA minerālu putekļu detektors sāk datu vākšanu. Publicēts 29. gada 2022. jūlijā. Pieejams tiešsaistē vietnē https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-mineral-dust-detector-starts-gathering-data?utm_source=iContact&utm_medium=email&utm_campaign=nasajpl&utm_content=Latest-20220729-1
- JPL 2022. EMIT Zemes virsmas minerālu putekļu avota izpēte — mērķi. Pieejams tiešsaistē plkst https://earth.jpl.nasa.gov/emit/science/objectives/
- RO Grīns et al., “The Earth Surface Mineral Dust Source Investigation: An Earth Science Imaging Spectroscopy Mission”, 2020 IEEE Aerospace Conference, 2020, 1.–15. lpp., DOI: https://doi.org/10.1109/AERO47225.2020.9172731
- Aerosoli. Pieejams tiešsaistē plkst https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/aerosol
***
