Wraz z pierwszym spojrzeniem na Ziemię, NASA Misja EMIT osiągnęła kamień milowy w kierunku lepszego zrozumienia skutków klimatycznych pyłu mineralnego w atmosferze.
Na 27 lipca 2022, NASA Badanie źródła pyłu mineralnego na powierzchni ziemi (EMIT), zainstalowane na platformie International Typ przestrzeni Stacja w dniach 22–24 lipca 2022 r. osiągnęła kamień milowy, zapewniając pierwszy widok Ziemi (zwany „pierwszym światłem”). Celem misji jest stworzenie mapy składu pyłu mineralnego w suchych regionach Ziemi, aby lepiej zrozumieć, w jaki sposób pył wpływa na ogrzewanie lub ochładzanie klimatu.
Efekt ocieplenia klimatu szklarnia gazów jest dobrze poznana, jednakże nie ma pewności co do ilościowego wpływu pyłów mineralnych emitowanych do atmosfery na klimat ze względu na ograniczone pomiary składu pyłu.
Pył mineralny, składnik aerozolu pyłu glebowego (aerozol jest zawiesiną cząstek ciekłych lub stałych w atmosferze, o średnicach cząstek w zakresie 10-9 do 10-3 m.), odgrywa ważną rolę w systemie klimatycznym. Aby oszacować różne aspekty wpływu pyłu mineralnego na klimat, ważne jest poznanie jego pochodzenia, stężenia i rozmieszczenia na całym świecie. Osoby zajmujące się modelowaniem klimatu starają się wykorzystywać różne modele transportu, w których wykorzystuje się parametryzację emisji pyłu, jego rozkład oraz właściwości pochłaniania i rozpraszania.
Dane dotyczące pyłu mineralnego i modeli są obecnie ograniczone do poziomu regionalnego i nie można ich rozwiązać w skali globalnej. Do tej pory nie ma jednego istniejącego zbioru danych, który mógłby opisać wszystkie aspekty cyklu pyłów mineralnych w globalnej atmosferze.
Pył mineralny, który jest głównym składnikiem globalnego ładunku aerozoli, może znacząco wpływać na bilans energetyczny systemu ziemskiego bezpośrednio poprzez pochłanianie i rozpraszanie promieniowania słonecznego i termicznego oraz pośrednio poprzez oddziaływanie z chmurami poprzez tworzenie jąder kondensacji chmur (CCN) i zmianę ich nieruchomości. Pomimo dość dobrego naukowego zrozumienia procesów związanych z wpływem pyłów mineralnych na system klimatyczny, istnieje duża niepewność w oszacowaniu bezpośredniego i pośredniego wpływu pyłów mineralnych na klimat, zwłaszcza w skali globalnej. Zaburzenie bilansu promieniowania wywołane pyłem mineralnym jest opisane w postaci wymuszania radiacyjnego pyłu (mierzonego w W/m2) jest zmianą netto (w górę) strumienia promieniowania wywołaną przez aerozol pyłu mineralnego. Tak więc każda zmiana obciążenia pyłem mineralnym w atmosferze zmieni bilans promieniowania regionu i może prowadzić do różnicowego ogrzewania/chłodzenia, wpływającego na globalny system cyrkulacji i klimat. Wymuszanie radiacyjne wywołane pyłem mineralnym zależy od kilku właściwości pyłu, na przykład jego właściwości optycznych (współczynnik załamania światła), składu chemicznego, wielkości, kształtu, rozkładu pionowego i poziomego, jego zdolności do mieszania z innymi cząstkami, wilgoci itp. Nie tylko cyrkulacja pył mineralny w atmosferze, ale jego osadzanie się na powierzchni ma również istotne konsekwencje, ponieważ może zmieniać albedo powierzchni (zdolność odbijania powierzchni) oraz wpływać na szybkość topnienia lodowców i polarnych czap lodowych.
W tym kontekście pomiary pyłu mineralnego EMIT są dość istotne. Nie tylko wypełni lukę w naszej wiedzy, ale także zapewni bardzo potrzebny globalny zestaw danych, który pomoże modelarzom zrozumieć i sparametryzować wpływ pyłu w modelach klimatycznych.
Pomiary EMIT ujawnią skład i dynamikę minerałów w pyle otaczającym globalną atmosferę. Już za sekundę obrazowanie spektrometru NASA EMIT jest w stanie przechwycić setki tysięcy widm światła widzialnego i podczerwonego wytwarzanego przez rozpraszanie/odbicie cząstek pyłu mineralnego i tworzyć widmowe odciski palców obszaru Ziemi. Na podstawie koloru (długości fali) widma można również zidentyfikować różne składniki, takie jak gleba, skały, roślinność, lasy, rzeki i chmury. Jednak głównym celem misji byłby pomiar zawartości minerałów w atmosferze wytwarzanych w suchych i półsuchych regionach świata wytwarzających pył. Ostatecznie pomogłoby to lepiej zrozumieć wpływ pyłu mineralnego na klimat i pomóc w opracowaniu lepszego modelu klimatycznego.
***
Źródła:
- JPL 2022. Wykrywacz pyłu mineralnego NASA zaczyna zbierać dane. Opublikowano 29 lipca 2022. Dostępny online pod adresem 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. Badanie źródeł pyłu mineralnego na powierzchni ziemi EMIT – cele. Dostępne online pod adresem https://earth.jpl.nasa.gov/emit/science/objectives/
- RO Green i in., „The Earth Surface Mineral Dust Source Investigation: An Earth Science Imaging Spectroscopy Mission”, 2020 IEEE Aerospace Conference, 2020, s. 1-15, DOI: https://doi.org/10.1109/AERO47225.2020.9172731
- Aerozole. Dostępne online pod adresem https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/aerosol
***
