Credit imagine: NASA / JPL
Un aspect al climatului Pământului, distribuția vaporilor de apă, poate avea implicații semnificative asupra schimbărilor climatice și a epuizării ozonului. Pentru a-i înțelege semnificația, oamenii de știință NASA folosesc aeronave speciale pentru a construi o hartă detaliată a modului în care vaporii de apă se deplasează în atmosferă, de la suprafața Pământului până la o altitudine de 40 km, unde aerul se usucă complet. Au fost capabili să spună care vaporii au fost creați la altitudini mari și care au fost deplasați de curenții de aer.
Oamenii de știință NASA au deschis o nouă fereastră pentru înțelegerea vaporilor de apă atmosferici, implicațiile sale asupra schimbărilor climatice și epuizării ozonului.
Oamenii de știință au creat prima hartă detaliată a apei care conține hidrogen greoi și atomi de oxigen grei în și din nori, de la suprafața Pământului până la aproximativ 25 de mile în sus, pentru a înțelege mai bine dinamica modului în care apa ajunge în stratosferă.
Doar cantități mici de apă ajung la stratosfera aridă, la 10 până la 50 de kilometri (6-25 km) deasupra Pământului, astfel încât orice creștere a conținutului de apă ar putea duce la distrugerea unor capacități de protecție a ozonului în această parte a atmosferei. Acest lucru ar putea produce o epuizare mai mare a ozonului de-a lungul Polonezilor de Nord și de Sud, precum și la latitudinile medii.
Apa modelează clima Pământului. Cantitatea mare din aceasta în atmosfera inferioară, troposfera, controlează cât de mult ajunge lumina soarelui pe planetă, cât de mult este prins în cerul nostru și cât de mult se întoarce în spațiu. Mai sus în stratosferă, unde cea mai mare parte a scutului de ozon al Pământului protejează suprafața de razele ultraviolete dăunătoare, există foarte puțină apă (mai puțin de 0,001 din concentrația de suprafață). Oamenii de știință nu înțeleg pe deplin cum se usucă aerul înainte de a ajunge în această regiune.
În troposferă, apa există ca vapori în aer, ca picături de lichid în nori și ca particule de gheață înghețate în nori cirrus de mare altitudine. Deoarece există atât de multă apă mai aproape de Pământ și atât de mulți kilometri mai sus, este important să înțelegem cum apa intră și iese din stratosferă. „Conținutul izotopic”, amprenta naturală lăsată de formele grele de apă, este esențială pentru înțelegerea procesului. Un izotop este oricare dintre două sau mai multe forme ale unui element care are aceleași proprietăți chimice sau foarte strâns legate și același număr atomic, dar greutăți atomice diferite. Un exemplu este oxigenul 16 față de oxigenul 18 - ambele sunt oxigen, dar unul este mai greu decât celălalt.
Apa grea este mai ușor condensată sau înghețată din vaporii săi, ceea ce face ca natura distribuției sale să difere oarecum de forma izotopică obișnuită a apei. Măsurarea izotopică a vaporilor de apă permite oamenilor de știință să determine modul în care apa ajunge în stratosferă.
"Pentru prima dată, avem conținut de izotop de apă cartografiat în detalii incredibile", a spus dr. Christopher R. Webster, un om de știință de cercetare senior la Laboratorul de Propulsie Jet NASA, Pasadena, Calif. Webster este autorul principal al unei lucrări științifice care anunță noua constatări în revista Science. Dr. Andrew J. Heymsfield, de la Centrul Național de Cercetare Atmosferică, Boulder, Colo., Este co-autor.
Măsurarea izotopilor de apă este extrem de dificilă, deoarece reprezintă doar o fracțiune mică, mai mică de un procent, din apa totală din atmosferă. Măsurătorile detaliate au fost făcute cu ajutorul unui spectrometru de absorbție în infraroșu cu laser Aircraft (Alias) care zbura la bordul aeronavelor cu înaltă altitudine WB-57F de la NASA în iulie 2002. Această nouă tehnică laser permite cartografierea izotopilor de apă cu rezoluție suficientă pentru a ajuta cercetătorii să înțeleagă atât transportul apei, cât și microfizica detaliată a norilor, parametrii cheie pentru înțelegerea compoziției atmosferice, dezvoltarea furtunilor și predicția vremii.
„Tehnica laser ne oferă capacitatea de a măsura diferitele tipuri de izotopi găsiți în toată apa”, a spus Webster. „Cu amprenta izotopică, am descoperit că particulele de gheață găsite sub stratosferă erau acoperite de jos, iar unele au fost cultivate acolo pe loc.”
Datele ajută la explicarea modului în care conținutul de apă din aer care intră în stratosferă este redus și arată că ascensiunea treptată și mișcarea ascendentă rapidă asociată cu sistemele de nori înalte (înălțarea convectivă) au ambele roluri în stabilirea uscăciunii stratosferei.
Scopul misiunii aeronavei a fost să înțeleagă formarea, întinderea și procesele asociate cu norii de cirrus. Misiunea a folosit șase aeronave de la NASA și alte agenții federale pentru a face observații deasupra, în și sub nori. Combinând datele aeronavelor cu datele de la sol și sateliții, oamenii de știință au o imagine mai bună a relației dintre nori, vapori de apă și dinamica atmosferică decât anterior. De asemenea, pot interpreta mai bine măsurătorile prin satelit făcute de rutină de NASA.
Misiunea a fost finanțată de Earth Science Enterprise. Întreprinderea este dedicată înțelegerii Pământului ca un sistem integrat și aplicării Științei Sistemului Pământului pentru a îmbunătăți predicția climatului, a vremii și a pericolelor naturale folosind punctul de vedere unic al spațiului. Pentru mai multe informații despre Alias, vizitați: http://laserweb.jpl.nasa.gov.
Pentru informații despre NASA, vizitați: http://www.nasa.gov.
JPL este gestionat pentru NASA de către Institutul Tehnologic din California din Pasadena
Sursa originală: Comunicat de presă NASA / JPL
