Климатические эффекты атмосферной минеральной пыли: миссия EMIT достигла рубежа  

Впервые увидев Землю, НАСА Миссия EMIT достигла важной вехи на пути к лучшему пониманию климатических последствий минеральной пыли в атмосфере.  

На 27 июля 2022, НАСА Система исследования источников минеральной пыли на поверхности земли (EMIT), установленная на Международном Space Станция в период с 22 по 24 июля 2022 года достигла важной вехи, когда предоставила первый вид Земли (так называемый «первый свет»). Цель миссии - составить карту состава минеральной пыли засушливых регионов Земли, чтобы лучше понять, как пыль влияет на нагрев или похолодание климата.  

Эффект потепления климата теплица Однако существует неопределенность в количественной оценке климатического воздействия минеральной пыли, выбрасываемой в атмосферу, из-за ограниченных измерений состава пыли.  

Минеральная пыль, составляющая аэрозоля почвенной пыли (аэрозоль – взвесь жидких или твердых частиц в атмосфере, с диаметром частиц в пределах 10^-9 в 10^-3 м.), играет важную роль в климатической системе. Для оценки различных аспектов воздействия минеральной пыли на климат важно знать ее происхождение, концентрацию и распространение по земному шару. Разработчики моделей климата пытаются использовать различные модели переноса, в которых используется параметризация выбросов пыли, ее распределения и свойств поглощения и рассеяния.  

Данные о минеральной пыли и моделях в настоящее время ограничены региональным уровнем и не могут быть разрешены в глобальном масштабе. На сегодняшний день не существует единого существующего набора данных, который мог бы описать все аспекты круговорота минеральной пыли в глобальной атмосфере.  

Минеральная пыль, являющаяся основным компонентом глобальной аэрозольной нагрузки, может существенно влиять на энергетический баланс земной системы непосредственно за счет поглощения и рассеяния солнечного и теплового излучения и косвенно за счет взаимодействия с облаками через образование облачных ядер конденсации (ОКК) и изменение их характеристики. Несмотря на достаточно хорошее научное понимание процессов, связанных с воздействием минеральной пыли на климатическую систему, существует огромная неопределенность в оценке прямого и косвенного воздействия минеральной пыли на климат, особенно в глобальном масштабе. Возмущение радиационного баланса, вызванное минеральной пылью, описывается радиационным воздействием пыли (измеряется в Вт/м²) представляет собой чистое изменение (вниз-вверх) радиационного потока, вызванного аэрозолем минеральной пыли. Таким образом, любое изменение минеральной пылевой нагрузки в атмосфере изменит радиационный баланс региона и может привести к дифференциальному нагреву/охлаждению, влияющему на глобальную циркуляционную систему и климат. Радиационное воздействие минеральной пыли зависит от нескольких свойств пыли, например ее оптических свойств (показателя преломления), химического состава, размера, формы, вертикального и горизонтального распределения, ее способности смешиваться с другими частицами, влаги и т. д. Не только циркуляция минеральная пыль в атмосфере, но ее отложение на поверхности также имеет серьезные последствия, поскольку может изменить альбедо поверхности (отражающую способность поверхности) и повлиять на скорость таяния ледников и полярных ледяных шапок. 

Именно в этом контексте весьма важны измерения минеральной пыли EMIT. Это не только устранит пробел в наших знаниях, но также предоставит столь необходимый глобальный набор данных, который поможет разработчикам моделей понять и параметризовать влияние пыли в климатических моделях. 

Измерения EMIT покажут состав и динамику минералов в пыли вокруг глобальной атмосферы. Всего за секунду визуализирующий спектрометр НАСА EMIT способен улавливать сотни тысяч видимых и инфракрасных спектров света, образующихся в результате рассеяния/отражения частиц минеральной пыли, и создавать спектральные отпечатки региона Земли. На основании цвета (длины волны) спектра также можно идентифицировать различные компоненты, такие как почва, камни, растительность, леса, реки и облака. Но основной целью миссии будет измерение содержания минералов в атмосфере, образующихся в засушливых и полузасушливых регионах мира, производящих пыль. В конечном итоге это поможет лучше понять влияние минеральной пыли на климат и поможет разработать лучшую климатическую модель. 

источники:  

1. JPL 2022. Детектор минеральной пыли НАСА начинает сбор данных. Опубликовано 29 июля 2022 г. Доступно онлайн по адресу 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 Исследование источника минеральной пыли на поверхности Земли – Цели. Доступно онлайн по адресу https://earth.jpl.nasa.gov/emit/science/objectives/  

3. Р. О. Грин и др., «Исследование источника минеральной пыли на поверхности Земли: спектроскопическая миссия по визуализации Земли», Аэрокосмическая конференция IEEE 2020 г., 2020 г., стр. 1-15, DOI: https://doi.org/10.1109/AERO47225.2020.9172731 

4. Аэрозоли. Доступно онлайн по адресу https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/aerosol