Кредит зображення: NASA / JPL
Один аспект клімату Землі, розподіл водяної пари, може мати суттєвий вплив на зміну клімату та виснаження озону. Щоб зрозуміти його значення, вчені NASA використовують спеціальні літаки для складання детальної карти того, як водяна пара рухається навколо атмосфери, від поверхні Землі до висоти 40 км, де повітря повністю висихає. Вони змогли сказати, яка пара створюється на великих висотах, а яка рухається вгору повітряними течіями.
Вчені NASA відкрили нове вікно для розуміння атмосферної водяної пари, її наслідків для зміни клімату та виснаження озону.
Вчені створили першу детальну карту води, що містить важкий водень та важкі атоми кисню у та поза хмарами, від поверхні Землі до приблизно 25 миль вгору, щоб краще зрозуміти динаміку того, як вода потрапляє у стратосферу.
Лише невелика кількість води досягає посушливої стратосфери, на відстані 10–50 кілометрів (6–25 миль) над Землею, тому будь-яке збільшення вмісту води може потенційно призвести до руйнування деякої здатності до захисту від озону в цій частині атмосфери. Це може призвести до більших виснажень озону над Північним та Південним полюсами, а також на середніх широтах.
Вода формує клімат Землі. Велика кількість його в нижній атмосфері, тропосфері, контролює, скільки сонячного світла потрапляє на планету, скільки потрапляє в наше небо, а скільки виходить назад у космос. Вище в стратосфері, де більша частина озонового щита Землі захищає поверхню від шкідливих ультрафіолетових променів, води дуже мало (менше, ніж 0,001 поверхневої концентрації). Вчені не повністю розуміють, як висушується повітря, перш ніж потрапити в цей регіон.
У тропосфері вода існує як пара у повітрі, як краплини рідини в хмарах, так і як замерзлі частинки льоду у великих висотах цитрусових хмар. Оскільки стільки води ближче до Землі і так мало миль вище, важливо зрозуміти, як вода потрапляє і залишає стратосферу. "Ізотопічний вміст", природний відбиток пальців, залишений важкими формами води, є ключовим для розуміння процесу. Ізотоп - це будь-яка з двох або більше форм елемента, що має однакові або дуже споріднені хімічні властивості та однакове атомне число, але різну атомну вагу. Приклад - кисень 16 проти кисню 18 - обидва є киснем, але один важчий за інший.
Важка вода легше конденсується або замерзає з її пари, внаслідок чого характер її розподілу дещо відрізняється від звичайної ізотопної форми води. Вимірювання ізотопного складу водяної пари дозволяє вченим визначити, як вода потрапляє у стратосферу.
"Вперше у нас вміст ізотопів води відображено в неймовірних деталях", - сказав доктор Крістофер Р. Вебстер, старший науковий співробітник лабораторії реактивного руху NASA, Пасадена, Каліфорнія. висновки в журналі Science. Доктор Ендрю Дж. Геймсфілд, з Національного центру атмосферних досліджень, Боулдер, штат Колорада, є співавтором.
Вимірювання ізотопів води є надзвичайно складним завданням, оскільки вони представляють лише невелику частку загальної води в атмосфері, менше одного відсотка. Детальні вимірювання були зроблені за допомогою лазерного інфрачервоного поглинального спектрометра (Псевдонім), який летів на борту реактивного літака WB-57F НАСА в липні 2002 р. Ця нова лазерна техніка дозволяє картографувати водні ізотопи з достатньою роздільною здатністю, щоб допомогти дослідникам зрозуміти як водний транспорт, так і детальна мікрофізика хмар, основні параметри для розуміння атмосферного складу, розвитку штормів та прогнозування погоди.
"Лазерна техніка дає нам можливість вимірювати різні види ізотопів, які містяться у всій воді", - сказав Вебстер. "За допомогою ізотопного відбитка пальця ми виявили, що крижані частинки, знайдені під стратосферою, були піднесені знизу, а деякі вирощувалися там на місці".
Дані допомагають пояснити, як зменшується вміст води в повітрі, що надходить у стратосферу, і показують, що поступове сходження і швидкий рух вгору, пов'язаний з високими хмарними системами (конвективне горищення), відіграють роль у встановленні сухості стратосфери.
Метою місії літака було зрозуміти формування, масштаби та процеси, пов'язані з хмарними хмарами. Місія використовувала шість літальних апаратів НАСА та інших федеральних відомств для спостережень над, у хмарах і під ними. Поєднуючи дані літаків із наземними даними та супутниками, вчені мають кращу картину взаємозв'язку між хмарами, водяною парою та динамікою атмосфери, ніж раніше. Вони також можуть краще інтерпретувати супутникові вимірювання, звичайно зроблені НАСА.
Місія фінансувалася NASA Earth Science Enterprise. Підприємство присвячено розумінню Землі як інтегрованої системи та застосуванню науки про систему Землі для покращення прогнозування клімату, погоди та природних небезпек, використовуючи унікальну космічну точку космосу. Для отримання додаткової інформації про Alias відвідайте: http://laserweb.jpl.nasa.gov.
Для отримання інформації про NASA відвідайте: http://www.nasa.gov.
JPL управляє НАСА Каліфорнійським технологічним інститутом в Пасадені
Оригінальне джерело: NASA / JPL News Release
