Kép jóváírása: NASA / JPL
A Föld éghajlatának egyik aspektusa, a vízgőz eloszlása, jelentős következményekkel járhat az éghajlatváltozás és az ózonkárosodás szempontjából. A jelentőség megértése érdekében a NASA tudósai speciális repülőgépekkel készítenek egy részletes térképet arról, hogy a vízgőz hogyan mozog a légkörben, a Föld felszínétől 40 km-es magasságig, ahol a levegő teljesen kiszárad. Meg tudták mondani, melyik gőz jön létre magas tengerszint feletti magasságban, és melyet a légáram továbbmozgatja.
A NASA tudósai új ablakot nyittak meg a légköri vízgőz, annak éghajlatváltozásra gyakorolt hatása és az ózonkárosodás megértésére.
A tudósok elkészítették a nehéz hidrogén- és nehéz oxigénatomokat tartalmazó víz első részletes térképét a felhőkben és a felhőkben, a Föld felszínétől körülbelül 25 mérföldnyire felfelé, hogy jobban megértsék a víz sztratoszférába jutásának dinamikáját.
Csak a föld száraz sztratoszférájába érkezik kis mennyiségű víz, 10-50 kilométerre (6-25 mérföld) a Föld fölött, tehát a víztartalom bármilyen növekedése potenciálisan megsemmisítheti az ózon védő képességét a légkör ezen részén. Ez nagyobb ózonréteg-lebontást okozhat az északi és a déli pólusokon, valamint a szélesség közepén.
A víz alakítja a Föld éghajlatát. Az alsó légkörben, a troposzféra nagymennyisége szabályozza, hogy mennyi napfény jut át a bolygóra, mennyi csapdába esik az égünkön, és mennyi megy vissza az űrbe. Magasabb a sztratoszférában, ahol a Föld ózonvédõinek nagy része megvédi a felületet a káros ultraibolya sugárzástól, nagyon kevés víz van (a felületi koncentráció 0,001-nél kevesebb). A tudósok nem teljesen értik, hogyan szárítják a levegőt, mielőtt ebbe a régióba jutnának.
A troposzféraban a víz gőzként létezik a levegőben, folyadékcseppekként a felhőkben és fagyasztott jégrészecskékként a magas tengerszint feletti cirrusfelhőkben. Mivel oly sok víz van a Földhöz közelebb és oly kevés mérföld felett, fontos megérteni, hogy a víz miként lép be és távozik a sztratoszférába. Az izotópos tartalom, a víz nehéz formáinak természetes ujjlenyomata kulcsfontosságú a folyamat megértéséhez. Az izotóp bármely elem két vagy több formája, amelyek azonos vagy nagyon szorosan rokon kémiai tulajdonságokkal és azonos atomszámmal rendelkeznek, de eltérő atomtömeggel rendelkeznek. Példa erre a 16 oxigén és a 18 oxigén - mindkettő oxigén, de az egyik nehezebb, mint a másik.
A nehéz víz könnyebben kondenzálódik vagy kifagy a gőzéből, aminek eredményeként az eloszlás jellege kissé különbözik a víz szokásos izotópos formájától. A vízgőz izotópos összetételének mérése lehetővé teszi a tudósok számára, hogy meghatározzák, hogyan jut a víz a sztratoszférába.
"Ez az első alkalom, hogy a víz izotóp tartalmát hihetetlen részletességgel térképezzük fel." - mondta Dr. Christopher R. Webster, a NASA sugárhajtómű laboratóriumának vezető kutatója, Kalifornia Pasadena. megállapítások a Science folyóiratban. Dr. Andrew J. Heymsfield, a Nemzeti Légkörkutatási Központ, Boulder, Colorado, társszerzője.
A vízizotópok mérése rendkívül kihívást jelent, mivel ezek csak a légköri víz egy kis részét, kevesebb mint egy százalékát képviselik. A részletes méréseket 2002. júliusában a NASA WB-57F nagy magasságú sugárhajtású repülőgépén repülõ légi lézeres infravörös abszorpciós spektrométer (Alias) segítségével hajtották végre. Ez az új lézertechnika lehetõvé teszi a víz izotópok feltérképezését megfelelõ felbontással, hogy a kutatók megértsék mind a vízszállítást, mind a a felhők részletes mikrofizikája, a légköri összetétel megértésének, a vihar fejlődésének és az időjárás előrejelzésének alapvető paraméterei.
"A lézeres technika lehetővé teszi számunkra, hogy megmérjük az összes vízben megtalálható különféle izotópok típusát" - mondta Webster. "Az izotopikus ujjlenyomat segítségével felfedeztük a sztratoszféra alatt található jégrészecskéket fentről, és néhányat ott helyeztünk el."
Az adatok megmagyarázzák, hogyan csökken a sztratoszféra belépő levegő víztartalma, és megmutatják, hogy a magas felhőrendszerekkel járó fokozatos emelkedés és a gyors felfelé irányuló mozgás (konvektív lofting) egyaránt szerepet játszanak a sztratoszféra szárazságának megállapításában.
A légi jármű küldetésének célja az volt, hogy megértse a cirrus felhők kialakulását, mértékét és folyamatait. A misszió a NASA és más szövetségi ügynökségek hat repülőgépét használta megfigyelések elvégzésére a felhők felett, alatt és alatt. A légi járművek adatainak a földi adatokkal és műholdakkal való kombinálásával a tudósok korábban jobb képet kapnak a felhők, a vízgőz és a légköri dinamika kapcsolatáról. Emellett jobban tudják értelmezni a NASA által rendszeresen elvégzett műholdas méréseket.
A missziót a NASA Earth Science Enterprise finanszírozta. Az Enterprise elkötelezett amellett, hogy megértse a Földet, mint egy integrált rendszert, és a Föld Rendszertudományt alkalmazza az éghajlati, az időjárási és a természeti veszélyek előrejelzésének javítása érdekében, a tér egyedülálló szempontjából. Az Alias-ról további információt a következő webhelyen talál: http://laserweb.jpl.nasa.gov.
A NASA-val kapcsolatos információkért látogasson el a http://www.nasa.gov weboldalra.
A JPL-t a NASA-nak a pasadenai Kaliforniai Technológiai Intézet kezeli
Eredeti forrás: NASA / JPL sajtóközlemény
