Atmosfääri mineraaltolmu kliimamõjud: EMIT-i missioon saavutab verstaposti  

Esimesel vaatlusel Maale NASA EMIT missioon saavutab verstaposti atmosfääris leiduva mineraaltolmu kliimamõjude paremaks mõistmiseks.  

On 27 juuli 2022 NASA Earth Surface Mineral Dust Source Investigation (EMIT), mis on paigaldatud Internationalile Ruum Jaam saavutas 22.–24. juulil 2022 verstaposti, pakkudes Maale esimest vaadet (nimetatakse "esimeseks valguseks"). Missiooni eesmärk on kaardistada Maa kuivade piirkondade mineraalse tolmu koostis, et paremini mõista, kuidas tolm mõjutab kliima soojenemist või kokkupõrget.  

Kliima soojenemise mõju kasvuhoone Gaasid on hästi teada, kuid atmosfääri paisatava mineraaltolmu kliimamõjude kvantifitseerimine on ebakindel, kuna tolmu koostise mõõtmised on piiratud.  

Mineraaltolm, mullatolmu aerosooli komponent (aerosool on vedelate või tahkete osakeste suspensioon atmosfääris, osakeste läbimõõt jääb vahemikku 10^-9 to 10^-3 m.), mängib kliimasüsteemis olulist rolli. Mineraaltolmu kliimamõjude erinevate aspektide hindamiseks on oluline teada selle päritolu, kontsentratsiooni ja levikut üle maakera. Kliima modelleerijad püüavad kasutada erinevaid transpordimudeleid, milles kasutatakse tolmu emissiooni, selle jaotuse ning neeldumis- ja hajuvusomaduste parameetristamist.  

Andmed mineraalse tolmu ja mudelite kohta piirduvad praegu piirkondliku tasandiga ja neid ei saa globaalselt lahendada. Siiani ei ole ühtegi olemasolevat andmekogumit, mis kirjeldaks mineraalitolmu tsükli kõiki aspekte globaalses atmosfääris.  

Mineraaltolm, mis on globaalse aerosoolikoormuse põhikomponent, võib oluliselt mõjutada maakera energiabilanssi otseselt päikese- ja soojuskiirguse neeldumise ja hajumise kaudu ning kaudselt pilvedega interaktsiooni kaudu pilve kondensatsioonituumade (CCN) moodustumise ja nende muutmise kaudu. omadused. Vaatamata küllaltki heale teaduslikule arusaamale protsessidest, mis hõlmavad mineraaltolmu mõju kliimasüsteemile, on mineraaltolmu otseste ja kaudsete kliimamõjude hindamisel tohutu ebakindlus, eriti globaalses mastaabis. Mineraaltolmust põhjustatud kiirgustasakaalu häirimist kirjeldatakse tolmu kiirgussundi kaudu (mõõdetuna W/m²) on mineraalse tolmu aerosoolist põhjustatud kiirgusvoo netomuutus (alla-üles). Seega muudab igasugune mineraaltolmu koormuse muutus atmosfääris piirkonna kiirgusbilanssi ja võib kaasa tuua erineva kütte/jahutuse, mis mõjutab globaalset tsirkulatsioonisüsteemi ja kliimat. Mineraalsest tolmust tulenev kiirgussund sõltub mitmetest tolmu omadustest, näiteks selle optilistest omadustest (murdumisnäitaja), keemilisest koostisest, suurusest, kujust, vertikaalsest ja horisontaalsest jaotusest, segunemisvõimest teiste osakestega, niiskusest jne. Mitte ainult tolmu ringlus. mineraaltolm atmosfääris, kuid selle pinnale ladestumisel on samuti olulised tagajärjed, kuna see võib muuta pinna albeedot (pinna peegeldusvõimet) ning mõjutada liustike ja polaarjäämütside sulamiskiirust. 

Selles kontekstis on EMIT mineraaltolmu mõõtmised üsna olulised. See mitte ainult ei ületa lünka meie teadmistes, vaid pakub ka väga vajalikku globaalset andmekogumit, mis aitab modelleerijatel mõista ja parameetreid määrata tolmu mõju kliimamudelites. 

EMIT mõõtmised paljastavad globaalse atmosfääri ümbritsevas tolmus leiduvate mineraalide koostise ja dünaamika. Vaid sekundiga pildistav spektromeeter NASA EMIT on võimeline jäädvustama sadu tuhandeid nähtavaid ja infrapuna-valguse spektreid, mis tekivad mineraalsete tolmuosakeste hajumisel/peegeldumisel, ning tekitama Maa piirkonna spektraalseid sõrmejälgi. Spektri värvi (lainepikkuse) põhjal saab tuvastada ka erinevaid komponente, nagu pinnas, kivid, taimestik, metsad, jõed ja pilved. Kuid missiooni peamine eesmärk oleks mõõta atmosfääris leiduvaid mineraale, mis on toodetud maailma kuivadest ja poolkuivadest tolmu tekitavatest piirkondadest. See aitaks lõpuks paremini mõista mineraaltolmu mõju kliimale ja aitaks välja töötada parema kliimamudeli. 

*** 

Allikad:  

1. JPL 2022. NASA mineraaltolmudetektor alustab andmete kogumist. Postitatud 29. juulil 2022. Saadaval Internetis aadressil 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 maapinna mineraalsete tolmuallikate uurimine – eesmärgid. Internetis saadaval aadressil https://earth.jpl.nasa.gov/emit/science/objectives/  

3. RO Green et al., „Maapinna mineraaltolmu allika uurimine: Maateaduse pildistamise spektroskoopia missioon”, 2020. aasta IEEE lennunduskonverents, 2020, lk 1–15, DOI: https://doi.org/10.1109/AERO47225.2020.9172731 

4. Aerosoolid. Internetis saadaval aadressil https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/aerosol  

***