Met sy eerste blik op die Aarde bereik NASA se EMIT-sending 'n mylpaal in die rigting van beter begrip van die klimaatseffekte van minerale stof in die atmosfeer.
Op 27 Julie 2022 het NASA se Earth Surface Mineral Dust Source Investigation (EMIT), wat gedurende 22-24 Julie 2022 op die Internasionale Ruimtestasie geïnstalleer is , 'n mylpaal bereik toe dit sy eerste beeld van die Aarde verskaf het (genoem "eerste lig"). Die missie het ten doel om die mineraalstofsamestelling van droë streke van die Aarde te karteer om beter te verstaan hoe stof klimaatsverhitting of -koeling beïnvloed.
Die klimaatverwarmingseffek van kweekhuisgasse word goed verstaan, maar daar is onsekerheid in die kwantifisering van die klimaatseffekte van minerale stof wat in die atmosfeer vrygestel word as gevolg van beperkte metings van stofsamestelling.
Minerale stof, 'n komponent van die grondstof-aerosol (’n aerosol is ’n suspensie van vloeibare of vaste deeltjies in die atmosfeer, met deeltjiediameters in die reeks van 10⁻⁹ tot 10⁻³ m ), speel ’n belangrike rol in die klimaatstelsel. Om verskillende aspekte van die klimaatseffekte van minerale stof te skat, is dit belangrik om die oorsprong, konsentrasie en verspreiding daarvan regoor die wêreld te ken. Klimaatmodelleerders probeer verskillende vervoermodelle gebruik waarin parameterisering van stofemissie, die verspreiding en absorpsie- en verstrooiingseienskappe daarvan gebruik word.
Die data oor minerale stof en modelle is tans beperk tot streeksvlak en kan nie op 'n globale skaal opgelos word nie. Tot op hede is daar geen enkele bestaande datastel wat al die aspekte van mineraalstofsiklus in die globale atmosfeer kan beskryf nie.
Minerale stof, wat 'n belangrike komponent van die globale aërosollading is, kan die energiebalans van die aardestelsel aansienlik beïnvloed, direk deur absorpsie en verstrooiing van son- en termiese straling, en indirek deur interaksie met wolke deur die vorming van wolkkondensasiekerne (KKK) en die verandering van hul eienskappe. Ten spyte van 'n redelik goeie wetenskaplike begrip van prosesse wat die effekte van minerale stof op die klimaatstelsel behels, is daar 'n groot onsekerheid in die beraming van direkte en indirekte klimaateffekte van minerale stof, veral op 'n globale skaal. 'n Versteuring in stralingsbalans wat deur minerale stof veroorsaak word, word beskryf in terme van stofstralingsdwinging (gemeet in W/m² ) wat 'n netto verandering (afwaarts-opwaarts) in stralingsvloei veroorsaak deur minerale stofaërosol is. Dus, enige verandering in minerale stoflading in die atmosfeer sal die stralingsbalans van 'n streek verander en kan lei tot differensiële verhitting/verkoeling wat die globale sirkulasiestelsel en klimaat beïnvloed. Die stralingsdwinging as gevolg van minerale stof hang af van verskeie stofeienskappe, byvoorbeeld die optiese eienskappe (brekingsindeks), chemiese samestelling, grootte, vorm, vertikale en horisontale verspreiding, die mengvermoë met ander deeltjies, vog, ens. Nie net die sirkulasie van minerale stof in die atmosfeer nie, maar die afsetting daarvan op die oppervlak het ook beduidende gevolge, aangesien dit die oppervlakalbedo (die weerkaatsingsvermoë van die oppervlak) kan verander en die smelttempo van gletser- en poolkappe kan beïnvloed.
Dit is in hierdie konteks dat die EMIT-mineraalstofmetings redelik betekenisvol is. Dit sal nie net die gaping in ons kennis oorbrug nie, maar sal ook die broodnodige globale datastel verskaf wat modelleerders sal help om die stofeffekte in klimaatmodelle te verstaan en te parameteriseer.
EMIT-metings sal die samestellings en dinamika van minerale in die stof rondom die globale atmosfeer openbaar. Binne net 'n sekonde is die beeldspektrometer van NASA se EMIT in staat om honderdduisende sigbare en infrarooi spektra van lig wat geproduseer word deur verstrooiing/weerkaatsing van minerale stofdeeltjies vas te lê en spektrale vingerafdrukke van die gebied van die aarde te produseer. Gebaseer op die kleur (golflengte) van die spektrum kan verskillende komponente soos grond, rotse, plantegroei, woude, riviere en wolke ook geïdentifiseer word. Maar die sending se hoof fokus sal wees om die minerale in die atmosfeer te meet wat geproduseer word deur die droë en semi-droë stofproduserende streke van die wêreld. Dit sal uiteindelik help om die impak van minerale stof op die klimaat beter te verstaan en te help om 'n beter klimaatmodel te ontwikkel.
***
Bronne:
- JPL 2022. NASA se mineraalstofdetektor begin data insamel. Geplaas 29 Julie 2022. Aanlyn beskikbaar by 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
- JPL 2022. EMIT Earth Surface Mineral Stof Bron Ondersoek – Doelwitte. Aanlyn beskikbaar by https://earth.jpl.nasa.gov/emit/science/objectives/
- RO Green et al., "The Earth Surface Mineral Dust Source Investigation: An Earth Science Imaging Spectroscopy Mission," 2020 IEEE Aerospace Conference, 2020, pp. 1-15, DOI: https://doi.org/10.1109/AERO47225.2020.9172731
- Aërosols. Aanlyn beskikbaar by https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/aerosol
***
