Kreditna slika: NASA / JPL
Jedan aspekt Zemljine klime, raspodjela vodene pare, mogao bi imati značajne posljedice na klimatske promjene i oštećenje ozonskog omotača. Da bi shvatili njegov značaj, NASA-ini znanstvenici koriste posebne letjelice kako bi napravili detaljnu kartu kako se vodena para kreće u atmosferi, od površine Zemlje do nadmorske visine od 40 km, gdje se zrak potpuno osuši. Mogli su odrediti koja para nastaje na velikim nadmorskim visinama, a koja je bila pomicana zračnim strujama.
NASA-ini znanstvenici otvorili su novi prozor za razumijevanje atmosferske vodene pare, njezinih posljedica za klimatske promjene i oštećenje ozonskog omotača.
Znanstvenici su stvorili prvu detaljnu kartu vode koja sadrži teški vodik i teške atome kisika u i izvan oblaka, od površine Zemlje do nekih 25 milja prema gore, kako bi bolje razumjeli dinamiku ulaska vode u stratosferu.
Samo male količine vode dosežu sušnu stratosferu, 10 do 50 kilometara (6 do 25 milja) iznad Zemlje, tako da svako povećanje sadržaja vode može potencijalno dovesti do uništenja neke sposobnosti zaštite od ozona u ovom dijelu atmosfere. To bi moglo proizvesti veća oštećenja ozonskog omotača na Sjevernom i Južnom polu, kao i na srednjim širinama.
Voda oblikuje klimu Zemlje. Velika količina toga u donjoj atmosferi, troposferi, kontrolira koliko sunčeve svjetlosti prodire do planeta, koliko je zarobljeno na našem nebu i koliko se vraća u svemir. Viši u stratosferi, gdje većina ozonskog štita Zemlje štiti površinu od štetnih ultraljubičastih zraka, ima vrlo malo vode (manje od 0,001 površinske koncentracije). Znanstvenici ne razumiju u potpunosti kako se zrak osuši prije nego što dospije u ovu regiju.
U troposferi voda postoji kao para u zraku, kao kapljice tekućine u oblacima i kao smrznute čestice leda u oblacima cirusa velike visine. Budući da je toliko vode bliže Zemlji i tako malo kilometara iznad, važno je razumjeti kako voda ulazi i napušta stratosferu. "Izotopski sadržaj", prirodni otisak prsta koji ostavljaju teški oblici vode, ključan je za razumijevanje procesa. Izotop je bilo koji od dva ili više oblika elementa koji imaju ista ili vrlo povezana kemijska svojstva i isti atomski broj, ali različite atomske težine. Primjer je kisik 16 u odnosu na kisik 18 - oba su kisika, ali jedan je teži od drugog.
Teška voda se lakše kondenzira ili zamrzava iz svoje pare, zbog čega se priroda njezinog raspodjele ponešto razlikuje od uobičajenog izotopnog oblika vode. Mjerenje izotopskog sastava vodene pare omogućava znanstvenicima da utvrde kako voda ulazi u stratosferu.
"Prvi put imamo sadržaj izotopa vode mapiran u nevjerojatne detalje", rekao je dr. Christopher R. Webster, stariji znanstvenik u NASA-inoj laboratoriji za mlazni pogon, Pasadena, Kalifornija. Webster je glavni autor znanstvenog rada koji najavljuje novi nalazi u časopisu Science. Dr. Andrew J. Heymsfield, iz Nacionalnog centra za atmosferska istraživanja, Boulder, Colorado, je koautor.
Mjerenje vodenih izotopa izuzetno je izazovno, jer predstavljaju samo mali udio, manje od jedan posto, ukupne vode u atmosferi. Detaljna mjerenja izvršena su pomoću zrakoplovnog laserskog infracrvenog spektrometra (Alias) koji je letio na NASA-inom visokoblaznom zrakoplovu WB-57F u srpnju 2002. Nova laserska tehnika omogućuje mapiranje vodenih izotopa s dovoljno razlučivosti kako bi istraživači mogli razumjeti i transport vode i detaljna mikrofizika oblaka, ključni parametri za razumijevanje sastava atmosfere, razvoja oluje i predviđanja vremena.
"Laserska tehnika omogućava nam mjerenje različitih vrsta izotopa koji se nalaze u cijeloj vodi", rekao je Webster. "Pomoću izotopskog otiska otkrili smo da su ledene čestice pronađene ispod stratosfere podignute odozdo, a neke su tamo uzgajane na svom mjestu."
Podaci pomažu objasniti kako se smanjuje sadržaj vode u zraku stratosfere i pokazuju da postepeno uspon i naglo kretanje prema gore povezano s visokim oblačnim sustavima (konvektivno potkrovlje) igraju ulogu u uspostavljanju suhoće stratosfere.
Svrha misije zrakoplova bila je razumjeti formaciju, opseg i procese povezane s oblacima cirusa. Za misiju je koristilo šest letjelica NASA-e i drugih saveznih agencija za promatranje iznad, u i ispod oblaka. Kombinirajući podatke o zrakoplovima sa zemaljskim podacima i satelitima, znanstvenici imaju bolju sliku odnosa između oblaka, vodene pare i atmosferske dinamike nego ranije. Oni također mogu bolje protumačiti satelitska mjerenja koja je rutinski napravila NASA.
Misiju je financiralo NASA-ino poduzeće za znanost o Zemlji. Poduzeće je posvećeno razumijevanju Zemlje kao integriranog sustava i primjeni znanosti o sustavu Zemlje za poboljšanje predviđanja klime, vremena i prirodnih opasnosti koristeći jedinstvenu vidikovsku točku prostora. Više informacija o Aliasu potražite na: http://laserweb.jpl.nasa.gov.
Informacije o NASA-i potražite na: http://www.nasa.gov.
Kaplanskim upravljanjem za NASA upravlja Kalifornijski tehnološki institut u Pasadeni
Izvorni izvor: NASA / JPL News Release
