Atmosfēras minerālu putekļu ietekme uz klimatu: EMIT misija sasniedz pagrieziena punktu  

With its first view of Earth, NASA EMIT Mission achieves milestone towards better understanding of climate effects of mineral dust in the atmosphere.  

Uz 27 jūlijā 2022, NASA Earth Surface Mineral Dust Source Investigation (EMIT), installed on the International telpa Station during 22-24 July 2022, achieved a milestone when it provided its first view of Earth (called ‘’first light’’). The mission aims to map the mineral dust composition of arid regions of Earth to better understand how dust affect climate heating or colling.  

The climate warming effect of siltumnīca gasses is well understood however there is uncertainty in quantifying climate effects of mineral dust emitted in the atmosphere because of limited measurements of dust composition.  

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 measurements will reveal the compositions and dynamics of minerals in the dust around the global atmosphere. In just a second, imaging spectrometer of NASA EMIT is capable of capturing hundred thousands of visible and infrared spectra of light produced by scattering/reflection from mineral dust particles and produce spectral fingerprints of the region of the earth. Based upon the colour (wavelength) of the spectrum different components like soil, rocks, vegetation, forests, rivers and clouds can also be identified. But the mission’s major focus would be to measure the minerals in the atmosphere produced from the arid and semi-arid dust producing regions of the world. It would eventually help better understand the impact of mineral dust on climate and help develop a better climate model. 

*** 

Avoti:  

1. 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  

2. JPL 2022. EMIT Zemes virsmas minerālu putekļu avota izpēte — mērķi. Pieejams tiešsaistē plkst https://earth.jpl.nasa.gov/emit/science/objectives/  

3. 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 

4. Aerosoli. Pieejams tiešsaistē plkst https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/aerosol  

***