Кредит за изображение: НАСА / JPL
Един от аспектите на климата на Земята, разпределението на водната пара, може да има значително влияние върху изменението на климата и изчерпването на озона. За да разберат значението му, учените от НАСА използват специални самолети, за да съставят подробна карта за това как водната пара се движи в атмосферата, от повърхността на Земята до надморска височина от 40 км, където въздухът напълно изсъхва. Те успяха да разберат коя пара се създава на голяма надморска височина и коя се движи нагоре от въздушните течения.
Учените от НАСА отвориха нов прозорец за разбиране на атмосферната водна пара, нейните последици за изменението на климата и изчерпването на озона.
Учените са създали първата подробна карта на водата, съдържаща тежък водород и тежки кислородни атоми в и извън облаците, от повърхността на Земята до около 25 мили нагоре, за да разберат по-добре динамиката на това как водата попада в стратосферата.
Само малки количества вода достигат до сухата стратосфера, на 10 до 50 километра (6 до 25 мили) над Земята, така че всяко увеличаване на съдържанието на вода би могло потенциално да доведе до унищожаване на някаква озонозащитна способност в тази част на атмосферата. Това би могло да доведе до по-големи изчерпвания на озона над Северния и Южния полюс, както и по средната ширина.
Водата оформя климата на Земята. Голямото количество от него в долната атмосфера, тропосферата, контролира колко слънчева светлина преминава към планетата, колко е в капан в небето ни и колко излиза обратно в космоса. По-високо в стратосферата, където по-голямата част от озоновия щит на Земята защитава повърхността от вредни ултравиолетови лъчи, има много малко вода (по-малко от .001 от повърхностната концентрация). Учените не разбират напълно как се изсушава въздух, преди да стигне до този регион.
В тропосферата водата съществува като пара във въздуха, като капки течност в облаците и като замръзнали частици лед в облаци на циркус на голяма надморска височина. Тъй като има толкова много вода по-близо до Земята и толкова няколко мили над, е важно да разберем как водата навлиза и напуска стратосферата. „Изотопното съдържание“, естественият пръстов отпечатък, оставен от тежките форми на вода, е от ключово значение за разбирането на процеса. Изотоп е всяка от две или повече форми на елемент, притежаващи еднакви или много тясно свързани химически свойства и едно и също атомно число, но различни атомни тегла. Пример е кислород 16 срещу кислород 18 - и двете са кислород, но единият е по-тежък от другия.
Тежката вода е по-лесно кондензирана или замразена от нейните пари, което води до различие в естеството на нейното разпределение от обичайната изотопна форма на водата. Измерването на изотопния състав на водна пара позволява на учените да определят как водата попада в стратосферата.
„За първи път имаме водно изотопно съдържание, картографирано с невероятни детайли“, казва д-р Кристофър Р. Вебстър, старши изследовател в НАСА Лаборатория за реактивни двигатели в Пасадена, Калифорния. констатации в списание Science. Д-р Андрю Дж. Хеймсфийлд от Националния център за атмосферни изследвания, Боулдър, Колорада, е съавтор.
Измерването на водни изотопи е изключително предизвикателно, тъй като те представляват само малка част, по-малко от един процент от общата вода в атмосферата. Подробни измервания бяха направени с помощта на лазерен инфрачервен абсорбционен спектрометър (Псевдоним), летящ на борда на високопланинския самолет WB-57F на НАСА през юли 2002 г. Тази нова лазерна техника позволява картографиране на водни изотопи с достатъчна разделителна способност, за да помогне на изследователите да разберат както водния транспорт, така и подробна микрофизика на облаците, ключови параметри за разбиране на атмосферния състав, развитието на бурята и прогнозата за времето.
„Лазерната техника ни дава възможност да измерваме различните видове изотопи, намиращи се във всяка вода“, казва Уебстър. „С изотопния пръстов отпечатък открихме, че ледените частици, намиращи се под стратосферата, са били издигнати отдолу, а някои са отглеждани там на място.“
Данните помагат да се обясни как се намалява съдържанието на вода във въздуха, постъпващ в стратосферата, и показват, че постепенното изкачване и бързото движение нагоре, свързани с високите облачни системи (конвективно таванско помещение), играят роля за установяване на сухотата на стратосферата.
Целта на мисията на самолета беше да разбере формирането, степента и процесите, свързани с облаци от цитрусови плодове. Мисията използва шест самолета от НАСА и други федерални агенции, за да направи наблюдения над, в и под облаците. Комбинирайки данните за въздухоплавателните средства с наземните данни и спътниците, учените имат по-добра картина на връзката между облаците, водната пара и динамиката на атмосферата от преди. Те също така могат по-добре да интерпретират сателитни измервания, които рутинно правят НАСА.
Мисията е финансирана от НАСА за науката за Земята. Предприятието е посветено на разбирането на Земята като интегрирана система и прилагането на Науката за земната система за подобряване на прогнозирането на климата, времето и природните опасности, като се използва уникалната космосна точка. За повече информация за псевдонима посетете: http://laserweb.jpl.nasa.gov.
За информация за НАСА посетете: http://www.nasa.gov.
JPL се управлява за НАСА от Калифорнийския технологичен институт в Пасадена
Оригинален източник: НАСА / JPL News Release
