Ефекти върху климата от атмосферния минерален прах: мисията EMIT постигна крайъгълен камък  

С първия си изглед към Земята, НАСА Мисията EMIT постига крайъгълен камък към по-доброто разбиране на климатичните ефекти от минералния прах в атмосферата.  

На 27 юли 2022, НАСА Изследване на източници на минерален прах на земната повърхност (EMIT), инсталирано на International Космос Станцията по време на 22-24 юли 2022 г. постигна крайъгълен камък, когато предостави първия си изглед на Земята (наречен „първа светлина“). Мисията има за цел да картографира състава на минералния прах в сухите райони на Земята, за да разбере по-добре как прахът влияе върху нагряването или охлаждането на климата.  

Ефектът на затопляне на климата от парник газове е добре разбрано, но има несигурност при количественото определяне на климатичните ефекти на минералния прах, изпускан в атмосферата, поради ограничените измервания на състава на праха.  

Минерален прах, компонент на аерозола от почвен прах (аерозола е суспензия от течни или твърди частици в атмосферата с диаметър на частиците в диапазона от 10^-9 да 10^-3 м.), играе важна роля в климатичната система. За да се оценят различните аспекти на въздействието на минералния прах върху климата, е важно да се знае неговият произход, концентрация и разпространение по земното кълбо. Създателите на климатични модели се опитват да използват различни транспортни модели, в които се използва параметризация на емисиите на прах, неговото разпределение и свойства на абсорбция и разпръскване.  

Данните за минералния прах и моделите в момента са ограничени до регионално ниво и не могат да бъдат разрешени в глобален мащаб. До момента няма нито един съществуващ набор от данни, който може да опише всички аспекти на цикъла на минерален прах в глобалната атмосфера.  

Минералният прах, който е основен компонент на глобалното аерозолно натоварване, може значително да повлияе на енергийния баланс на земната система директно чрез поглъщане и разпръскване на слънчева и топлинна радиация и индиректно чрез взаимодействие с облаците чрез образуване на облачни кондензационни ядра (CCN) и промяна на техните Имоти. Въпреки сравнително доброто научно разбиране на процесите, включващи въздействието на минералния прах върху климатичната система, съществува огромна несигурност в оценката на преките и непреките климатични ефекти на минералния прах, особено в глобален мащаб. Смущение в радиационния баланс, причинено от минерален прах, се описва по отношение на радиационното въздействие на праха (измерено във W/m²) е нетна промяна (надолу-нагоре) в радиационния поток, причинена от аерозол от минерален прах. Така че всяка промяна в натоварването на минерален прах в атмосферата ще промени радиационния баланс на даден регион и може да доведе до диференциално нагряване/охлаждане, засягащо глобалната циркулационна система и климата. Радиационното въздействие, дължащо се на минерален прах, зависи от няколко свойства на праха, например неговите оптични свойства (индекс на пречупване), химичен състав, размер, форма, вертикално и хоризонтално разпределение, способността му за смесване с други частици, влага и т.н. Не само циркулацията на минерален прах в атмосферата, но отлагането му на повърхността също има значителни последствия, тъй като може да промени повърхностното албедо (отражателната способност на повърхността) и да повлияе на скоростта на топене на ледниците и полярните ледени шапки. 

Именно в този контекст измерванията на минерален прах EMIT са доста значими. Той не само ще запълни празнината в нашите знания, но също така ще предостави така необходимия глобален набор от данни, който ще помогне на моделистите да разберат и параметризират ефектите на прах в климатичните модели. 

Измерванията на EMIT ще разкрият състава и динамиката на минералите в праха около глобалната атмосфера. Само за секунда, образен спектрометър на НАСА EMIT е в състояние да улови стотици хиляди видими и инфрачервени спектри на светлината, получена чрез разсейване/отражение от частици минерален прах, и да създаде спектрални пръстови отпечатъци на района на земята. Въз основа на цвета (дължината на вълната) на спектъра могат да бъдат идентифицирани различни компоненти като почва, скали, растителност, гори, реки и облаци. Но основният фокус на мисията ще бъде измерването на минералите в атмосферата, произведени от сухите и полусухите региони на света, произвеждащи прах. В крайна сметка това ще помогне да се разбере по-добре въздействието на минералния прах върху климата и ще помогне за разработването на по-добър климатичен модел. 

*** 

Източници:  

1. JPL 2022. Детекторът за минерален прах на НАСА започва да събира данни. Публикувано на 29 юли 2022 г. Предлага се онлайн на адрес 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 Изследване на източници на минерален прах от земната повърхност – Цели. Предлага се онлайн на https://earth.jpl.nasa.gov/emit/science/objectives/  

3. RO Green et al., „Изследване на източника на минерален прах на повърхността на Земята: Мисия за спектроскопия за изображения на науката за Земята“, 2020 IEEE Aerospace Conference, 2020, стр. 1-15, DOI: https://doi.org/10.1109/AERO47225.2020.9172731 

4. Аерозоли. Предлага се онлайн на https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/aerosol  

***