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

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

На 27 юли 2022, НАСА Earth Surface Mineral Dust Source Investigation (EMIT), installed on the International Космос 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 парник 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.  

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. 

EMIT measurements will reveal the compositions and dynamics of minerals in the dust around the global atmosphere. In just a second, imaging spectrometer of НАСА 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. 

*** 

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  

***