С първия си поглед към Земята, мисията EMIT на НАСА постига важен етап към по-добро разбиране на климатичните ефекти от минералния прах в атмосферата.
На 27 юли 2022 г., апаратът за изследване на източниците на минерален прах от земната повърхност (EMIT) на НАСА , инсталиран на Международната космическа станция между 22 и 24 юли 2022 г., постигна важен етап, предоставяйки първия си изглед към 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 парниковите газове върху затоплянето на климата е добре разбран, но съществува несигурност при количественото определяне на климатичните ефекти от минералния прах, отделян в атмосферата, поради ограничените измервания на състава на праха.
Минералният прах, компонент на почвения прахов аерозол (аерозолът е суспензия от течни или твърди частици в атмосферата, с диаметри на частиците в диапазона от 10⁻⁹ до 10⁻³ m ), играе важна роля в климатичната система. За да се оценят различните аспекти на климатичните ефекти на минералния прах, е важно да се знае неговият произход, концентрация и разпространение по целия свят. Климатични моделисти се опитват да използват различни транспортни модели, в които се използва параметризация на емисиите на прах, неговото разпределение и свойства на абсорбция и разсейване.
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 абсорбиране и разсейване на слънчева и топлинна радиация и индиректно чрез взаимодействие с облаците чрез образуване на облачни кондензационни ядра (CCN) и промяна на техните свойства. Въпреки сравнително доброто научно разбиране на процесите, включващи ефектите на минералния прах върху климатичната система, съществува огромна несигурност при оценката на преките и индиректните климатични ефекти на минералния прах, особено в глобален мащаб. Нарушението на радиационния баланс, причинено от минералния прах, се описва като радиационно форсиране на праха (измерено в W/m² ) , което е нетна промяна (надолу-нагоре) в радиационния поток, причинен от аерозола от минерален прах. Така че, всяка промяна в натоварването от минерален прах в атмосферата ще промени радиационния баланс на даден регион и може да доведе до различно нагряване/охлаждане, засягащо глобалната циркулационна система и климата. Радиационното въздействие, дължащо се на минералния прах, зависи от няколко свойства на праха, например неговите оптични свойства (индекс на пречупване), химичен състав, размер, форма, вертикално и хоризонтално разпределение, способността му да се смесва с други частици, влага и др. Не само циркулацията на минералния прах в атмосферата, но и отлагането му върху повърхността има значителни последици, тъй като може да промени албедото на повърхността (отразяващата 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, образният спектрометър на EMIT на НАСА е способен да улови стотици хиляди видими и инфрачервени спектъра на светлината, произведена от разсейване/отражение от минерални прахови частици, и да създаде спектрални отпечатъци на региона на Земята. Въз основа на цвета (дължината на вълната) на спектъра могат да бъдат идентифицирани и различни компоненти като почва, скали, растителност, гори, реки и облаци. Но основният фокус на мисията ще бъде върху измерването на минералите в атмосферата, произведени от сухите и полусухите региони на света, произвеждащи прах. Това в крайна сметка ще помогне за по-доброто разбиране на въздействието на минералния прах върху климата и ще помогне за разработването на по-добър климатичен модел.
***
Източници:
- 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
- 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/
- 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
- Аерозоли. Предлага се онлайн на https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/aerosol
***
