NASA mapuje burze piaskowe z kosmosu za pomocą tego nowego, zaawansowanego technologicznie instrumentu

(CNN) Na Morzu Śródziemnym nazywa się to „SiroccoI na Wyspach Kanaryjskich.La Calima„przechodząc”Hartanw Afryce Zachodniej ipigułkiw Sudanie. Ale te różne nazwy opisują to samo: burze piaskowe.

Burze piaskowe i piaskowe są zjawiskiem globalnym. Te drobne cząstki pyłu mogą być przenoszone przez wiatr Tysiące kilometrów stądwpływających na zdrowie i życie.

Według Organizacji Narodów ZjednoczonychBurze piaskowe dramatycznie wzrosły w ostatnich latach z powodu zmian klimatu, degradacji gleby i suszy.

klimatolog Natalia Mahwald Ma nadzieję, że dowiadując się więcej o burzach piaskowych, będziemy mogli planować przyszłość. Jako profesor inżynierii na Cornell University w USA, spędziła ostatnie dwie dekady na śledzeniu pyłu na całym świecie – a teraz pracuje z NASA nad nowym instrumentem o nazwie EMIT.

Pierwszy w swoim rodzaju satelitarny spektrometr obrazujący pomaga mapować kolory kurzu. Naukowcy mogą wykorzystać dane w swoich modelach klimatycznych, aby zobaczyć, jak różne minerały planety ogrzewają się lub chłodzą, wyjaśnia Mahwald. Każdy rodzaj pyłu ma swoją własną unikalną sygnaturę odbijania światła: na przykład biały pył odbija promieniowanie słoneczne lub ciepło, podczas gdy czerwony i ciemny pył „pochłaniają je” – mówi.

EMIT (Investigating the Source of Earth’s Surface Mineral Dust) „zrewolucjonizuje to, co możemy zrobić” – mówi Mawald. „Możemy wykorzystać te (dane), aby lepiej zrozumieć wpływ pustynnego pyłu”.

metalowa mapa

Wystrzelony w lipcu 2022 r. EMIT jest połączony z Międzynarodową Stacją Kosmiczną i okrąża Ziemię 16 razy dziennie, mapując skład mineralny powierzchni planety, zbierając dane na WidmaSą to różne długości fal światła, które są emitowane przez różne kolory.

Informacje te pozwalają naukowcom określić skład mineralny i chemiczny materiałów na powierzchni. Skanując paski o szerokości 50 mil w ciągu kilku sekund, narzędzie zapewni naukowcom miliardy punktów danych do wykorzystania w prognozach modeli klimatycznych – radykalnie rozszerzając obecny zestaw danych pochodzących z zaledwie 5000 miejsc pobierania próbekmówi Mawald.

Większość istniejących danych pochodzi z pól uprawnych, gdzie szczegółowe informacje o glebie były cenne dla celów rolniczych i handlowych. Bogactwo informacji dostarczanych przez EMIT, które obejmują dane z najbardziej suchych regionów świata, pomoże naukowcom dowiedzieć się więcej o pyle i jego wpływie na klimat – problem, który według Mawalda był do tej pory w dużej mierze ignorowany.

błędne koło

Organizacja Narodów Zjednoczonych szacuje, że rocznie do atmosfery trafia 2 miliardy ton piasku i pyłu.

Burze piaskowe i pyłowe są niezbędne dla planety niosącej Ziemię pożywna gleba w różnych krajach i kontynentach oraz wspomaganie rozkwitu roślin — na przykład pył z Sahary Żywi się drzewami w lasach deszczowych AmazoniiGdzie w glebie brakuje niezbędnych składników odżywczych.

„Ekosystemy w rzeczywistości zależą od aerozoli pyłowych” – mówi Diana Francis, klimatolog z Uniwersytetu Khalifa w Abu Zabi.

Ale jeśli burze piaskowe staną się częstsze i bardziej intensywne, mogą przyspieszyć globalne ocieplenie: Na uwagę zasługuje raport Organizacji Narodów Zjednoczonych Jak zmieniające się wzorce burz mogą zmienić rozmieszczenie minerałów na Ziemi i zmniejszyć opady, podczas gdy aerozole mogą działać jak gazy cieplarniane w atmosferze, pochłaniając promieniowanie słoneczne.

Może to stworzyć pętlę sprzężenia zwrotnego, ponieważ zmiany klimatu powodują bardziej intensywne burze piaskowe Degradacja gleby i suszaBurze piaskowe pogłębiają zmiany klimatu. Istnieją dowody, że to już się dzieje, mówi Francis, wskazując na „Godzillę”, największą światową burzę piaskową 20 latktóry w czerwcu 2020 roku przekroczył Ocean Atlantycki, ciemne niebo rozciąga się od Morza Karaibskiego po amerykański stan Teksas.

Burze piaskowe mogą powodować choroby układu oddechowego, niszczyć zwierzęta gospodarskie i uprawy oraz zakłócać transport. Szacuje się, że w regionie Bliskiego Wschodu i Afryki Północnej będzie to kosztować gospodarkę 13 miliardów dolarów rocznie.

Franciszek mówi, że liczba i intensywność burz na pustyni rośnie. W niektórych swoich wcześniejszych badaniach odkryła, że ​​pył z Sahary dotarł do bieguna północnego z powodu zmian w cyrkulacji atmosferycznej.

„Zauważyliśmy, że w ciągu ostatnich dwóch dekad ciemnienie lodu arktycznego stało się znaczące” – mówi Francis, wskazując na kolejną pętlę sprzężenia zwrotnego. „Wiemy, że gdy lód jest ciemny, będzie odbijał mniej światła słonecznego, więc będzie topił się szybciej”.

Więcej niż tylko pył

EMIT przesłał do tej pory 5000 zestawów danych – każdy zawierający ponad 1,4 miliona widm. Naukowcy z NASA wykorzystują te dane do mapowania składu pyłu i gleby na całym świecie.

Ale dane EMIT są również wykorzystywane do mapowania innego czynnika wpływającego na zmiany klimatyczne: metan.

Chociaż stanowi ułamek emisji gazów cieplarnianych, szacuje się, że zawiera metan. 80 razy Siła ocieplenia większa niż dwutlenek węgla w ciągu pierwszych 20 lat po wejściu do atmosfery.

Metan pochłania światło podczerwone w unikalny sposób, zapewniając „widmowy odcisk palcapowiedział Robert Green, starszy badacz w Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA i główny badacz misji EMIT.

Do tej pory system EMIT monitorował 50 calisuper emiteryNa całym świecie większość pochodzi z paliw kopalnych, odpadów i obiektów rolniczych w lokalizacjach, w tym w Stanach Zjednoczonych, Iranie i Turkmenistanie.

Podczas gdy dwutlenek węgla pozostaje w atmosferze przez wieki, metan rozprasza się po dekadzie, co oznacza, że Ograniczenie emisji metanu to szybki sposób na spowolnienie zmian klimatu. NASA ma nadzieję, że te informacje zachęcą kraje do zaprzestania emisji metanu.

Podczas gdy misja EMIT miała początkowo trwać tylko 12 miesięcy, Green mówi, że obecnie planuje się przedłużenie projektu.

Mawald jest podekscytowany przyszłością. „Projekt EMIT testuje wody i naprawdę pokazuje, co jest możliwe” – mówi. „Zamierzamy przejść od 5000 do miliardów danych i przy znacznie wyższej rozdzielczości. To nam ogromnie pomoże”.