Kreditna slika: NASA / JPL
En vidik Zemljinega podnebja, porazdelitev vodne pare, bi lahko imel pomembne posledice za podnebne spremembe in izčrpavanje ozona. Da bi razumeli njen pomen, znanstveniki NASA uporabljajo posebna letala za izdelavo podrobnega zemljevida, kako se vodna para giblje v atmosferi, od površine Zemlje do nadmorske višine 40 km, kjer se zrak popolnoma izsuši. Lahko so ugotovili, katera para je nastala na velikih nadmorskih višinah in katera je bila premaknjena z zračnimi tokovi.
Nasini znanstveniki so odprli novo okno za razumevanje atmosferske vodne pare, njenih posledic za podnebne spremembe in izčrpavanje ozona.
Znanstveniki so ustvarili prvi podroben zemljevid vode, ki vsebuje težke vodikove atome in težke atome kisika v in iz oblakov, od površine Zemlje do približno 25 milj navzgor, da bi bolje razumeli dinamiko, kako voda pride v stratosfero.
Le majhne količine vode dosežejo sušno stratosfero, 10 do 50 kilometrov (6 do 25 milj) nad Zemljo, zato lahko vsako povečanje vsebnosti vode potencialno vodi v uničenje nekaterih zmogljivosti za zaščito pred ozonom v tem delu atmosfere. To bi lahko povzročilo večje zmanjšanje ozona na Severnem in Južnem polu ter na srednjih širinah.
Voda oblikuje Zemljino podnebje. Velika količina ga v spodnji atmosferi, troposferi, nadzoruje, koliko sonca preide na planet, koliko je ujetih na našem nebu in koliko se vrne v vesolje. Višje v stratosferi, kjer večina zemeljskega ozonskega ščita zaščiti površino pred škodljivimi ultravijoličnimi žarki, je vode zelo malo (manj kot .001 površinske koncentracije). Znanstveniki ne razumejo popolnoma, kako se zrak posuši, preden pride na to območje.
V troposferi voda obstaja kot para v zraku, kaplje tekoče v oblakih in kot zmrznjeni ledeni delci v visokih nadmorskih oblakih. Ker je toliko vode bližje Zemlji in nekaj milj zgoraj, je pomembno razumeti, kako voda vstopa in zapušča stratosfero. "Izotopska vsebina", naravni prstni odtis, ki ga puščajo težke oblike vode, je ključnega pomena za razumevanje postopka. Izotop je katera koli od dveh ali več oblik elementa, ki imajo enake ali zelo povezane kemijske lastnosti in isto atomsko številko, vendar različne atomske teže. Primer je kisik 16 v primerjavi s kisikom 18 - oba sta kisik, vendar je eden težji od drugega.
Težka voda se hitreje kondenzira ali zamrzne iz hlapov, zaradi česar se narava njene porazdelitve nekoliko razlikuje od običajne izotopske oblike vode. Merjenje izotopske sestave vodne pare omogoča znanstvenikom, da ugotovijo, kako voda pride v stratosfero.
"Prvič imamo vsebnost izotopov vode preslikana z neverjetnimi podrobnostmi," je dejal dr. Christopher R. Webster, višji znanstvenik na področju raziskovanja iz Nasinega laboratorija za reaktivni pogon v Pasadeni v Kaliforniji. Webster je glavni avtor znanstvenega prispevka, ki je objavil novo ugotovitve v reviji Science. Dr. Andrew J. Heymsfield, iz Nacionalnega centra za atmosferske raziskave, Boulder, Colorado, je soavtor.
Merjenje izotopov vode je izredno zahtevno, saj predstavljajo le majhen delež, manj kot en odstotek, celotne vode v atmosferi. Podrobne meritve so bile izvedene z uporabo laserskega infrardečega absorpcijskega spektrometra (zrakoplov), ki je letel na NASA-jevem visokoletečem letalu WB-57F. Ta nova laserska tehnika omogoča preslikavo vodnih izotopov z zadostno ločljivostjo, da raziskovalcem pomaga razumeti transport vode in podrobna mikrofizika oblakov, ključni parametri za razumevanje sestave atmosfere, razvoja neviht in napovedi vremena.
"Laserska tehnika nam omogoča merjenje različnih vrst izotopov, ki jih najdemo v vsej vodi," je dejal Webster. "Z izotopskim prstnim odtisom smo odkrili, da so delci ledu, ki jih najdemo pod stratosfero, položeni od spodaj, nekateri pa so tam gojili na mestu."
Podatki pomagajo razložiti, kako se vsebnost vode v zraku, ki vstopa v stratosfero, zmanjšujejo, in kažejo, da postopno vzpenjanje in hitro gibanje navzgor, povezano z visokimi oblačnimi sistemi (konvektivno podstrešje), igrata vlogo pri ugotavljanju suhosti stratosfere.
Namen misije letala je bil razumeti nastanek, obseg in procese, povezane z oblaki. Naloga je uporabila šest letal NASA in drugih zveznih agencij, da so opazovali zgoraj, v in pod oblaki. Znanstveniki s kombiniranjem podatkov o letalih s kopenskimi podatki in sateliti kažejo boljšo sliko razmerja med oblaki, vodno paro in atmosfersko dinamiko kot prej. Prav tako lahko lažje razlagajo satelitske meritve, ki jih redno izvaja NASA.
Misijo je financiralo Nasino podjetje Science Science. Podjetje je namenjeno razumevanju Zemlje kot integriranega sistema in uporabi znanosti o sistemih Zemlje za izboljšanje napovedi podnebnih, vremenskih in naravnih nevarnosti z uporabo edinstvene vesoljske točke. Za več informacij o vzdevku obiščite: http://laserweb.jpl.nasa.gov.
Za informacije o Nasi obiščite: http://www.nasa.gov.
JPL za NASA upravlja Kalifornijski tehnološki inštitut v Pasadeni
Izvirni vir: NASA / JPL News Release
