השפעות האקלים של אבק מינרלי אטמוספרי: משימת EMIT משיגה אבן דרך  

עם המבט הראשון שלו על כדור הארץ, של נאס"א משימת EMIT משיגה אבן דרך לקראת הבנה טובה יותר של השפעות האקלים של אבק מינרלי באטמוספרה.  

ביום 27 יולי 2022, של נאס"א חקירת מקור אבק מינרלי משטח כדור הארץ (EMIT), מותקן ב-International מֶרחָב התחנה במהלך 22-24 ביולי 2022, השיגה אבן דרך כאשר סיפקה את המבט הראשון שלה על כדור הארץ (נקרא ''אור ראשון''). מטרת המשימה היא למפות את הרכב האבק המינרלי של אזורים צחיחים בכדור הארץ כדי להבין טוב יותר כיצד אבק משפיע על חימום או התאספות האקלים.  

השפעת התחממות האקלים של חממה גזים מובנים היטב אולם ישנה אי ודאות בכימות השפעות האקלים של אבק מינרלי הנפלט באטמוספירה בגלל מדידות מוגבלות של הרכב האבק.  

אבק מינרלי, מרכיב בתרסיס אבק הקרקע (תרסיס הוא תרחיף של חלקיקים נוזליים או מוצקים באטמוספירה, עם קטרים ​​של חלקיקים בטווח של 10^-9 כדי 10^-3 מ.), ממלא תפקיד חשוב במערכת האקלים. על מנת להעריך היבטים שונים של השפעות האקלים של אבק מינרלי חשוב לדעת את מקורו, ריכוזו ותפוצתו ברחבי העולם. מודלים של אקלים מנסים להשתמש במודלים שונים של תחבורה בהם נעשה שימוש בפרמטריזציה של פליטת אבק, פיזור ותכונות הספיגה והפיזור שלו.  

הנתונים על אבק מינרלים ומודלים מוגבלים כיום לרמה אזורית ואינם ניתנים לפתרון בקנה מידה עולמי. עד היום אין מערך נתונים קיים שיכול לתאר את כל ההיבטים של מחזור אבק מינרלי באטמוספרה העולמית.  

אבק מינרלי, שהוא מרכיב עיקרי בעומס האירוסולים העולמי יכול להשפיע באופן משמעותי על מאזן האנרגיה של מערכת כדור הארץ ישירות על ידי בליעה ופיזור של קרינת שמש ותרמית ובעקיפין על ידי אינטראקציה עם עננים באמצעות יצירת גרעיני עיבוי עננים (CCN) ושינוי שלהם. נכסים. למרות הבנה מדעית טובה למדי של תהליכים הכוללים השפעות של אבק מינרלי על מערכת האקלים, קיימת אי ודאות עצומה באומדן של השפעות אקלים ישירות ועקיפות של אבק מינרלי, במיוחד בקנה מידה עולמי. הפרעה באיזון הקרינה הנגרמת על ידי אבק מינרלי מתוארת במונחים של כוח קרינת אבק (נמדד ב-W/m²) הוא שינוי נטו (למטה למעלה) בשטף הקרינה הנגרם על ידי תרסיס אבק מינרלי. לכן, כל שינוי בעומס אבק מינרלי באטמוספירה ישנה את מאזן הקרינה של אזור ועשוי להוביל לחימום/קירור דיפרנציאלי המשפיע על מערכת המחזור והאקלים העולמית. כפיית הקרינה עקב אבק מינרלי תלויה במספר תכונות אבק, למשל תכונותיו האופטיות (מקדם השבירה), הרכבו הכימי, הגודל, הצורה, הפיזור האנכי והאופקי, יכולת הערבוב שלו עם חלקיקים אחרים, לחות ועוד. לא רק מחזור הדם של לאבק מינרלי באטמוספרה, אך לשקיעה שלו על פני השטח יש גם השלכות משמעותיות שכן הוא עשוי לשנות את אלבדו פני השטח (כוח המשקף של פני השטח) ולהשפיע על קצב ההמסה של קרחונים וכיפות קרח קוטביות. 

בהקשר זה מדידות האבק המינרלי של EMIT הן די משמעותיות. זה לא רק יגשר על הפער בידע שלנו, אלא גם יספק את מערך הנתונים הגלובלי הנחוץ כל כך שיעזור לדוגמניות להבין ולהגדיר פרמטרים של השפעות האבק במודלים אקלימיים. 

מדידות EMIT יחשפו את ההרכבים והדינמיקה של מינרלים באבק סביב האטמוספירה העולמית. תוך שנייה בלבד, ספקטרומטר הדמיה של של נאס"א EMIT מסוגלת ללכוד מאות אלפי ספקטרום גלוי ואינפרא אדום של אור המופק על ידי פיזור/השתקפות מחלקיקי אבק מינרלי ולהפיק טביעות אצבע ספקטרליות של אזור כדור הארץ. על סמך הצבע (אורך הגל) של הספקטרום ניתן לזהות גם מרכיבים שונים כמו אדמה, סלעים, צמחייה, יערות, נהרות ועננים. אבל המיקוד העיקרי של המשימה יהיה למדוד את המינרלים באטמוספרה המופקים מאזורי האבק הצחיח והצחיח למחצה של העולם. זה יעזור בסופו של דבר להבין טוב יותר את ההשפעה של אבק מינרלי על האקלים ויעזור לפתח מודל אקלים טוב יותר. 

*** 

מקורות:  

1. JPL 2022. גלאי האבק המינרלי של נאס"א מתחיל לאסוף נתונים. פורסם ב-29 ביולי 2022. זמין באינטרנט בכתובת 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  

2. JPL 2022. EMIT Earth Surface Mineral Dust Investigation – Objectives. זמין באינטרנט ב https://earth.jpl.nasa.gov/emit/science/objectives/  

3. RO גרין וחב', "חקירת מקור אבק מינרלי משטח כדור הארץ: Mission Science Imaging Spectroscopy," 2020 IEEE Aerospace Conference, 2020, עמ' 1-15, DOI: https://doi.org/10.1109/AERO47225.2020.9172731 

4. אירוסולים. זמין באינטרנט ב https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/aerosol  

***