Med sin första syn på jorden, NASA: s EMIT Mission uppnår en milstolpe mot bättre förståelse av klimateffekter av mineraldamm i atmosfären.
På 27 juli 2022, NASA: s Earth Surface Mineral Dust Source Investigation (EMIT), installerad på International Utrymme Station under 22-24 juli 2022, uppnådde en milstolpe när den gav sin första vy av jorden (kallad ''första ljuset''). Uppdraget syftar till att kartlägga mineraldammsammansättningen i torra områden på jorden för att bättre förstå hur damm påverkar klimatuppvärmning eller sammansamling.
Klimatuppvärmningseffekten av växthus gaser är välkända, men det finns osäkerhet när det gäller att kvantifiera klimateffekter av mineraldamm som släpps ut i atmosfären på grund av begränsade mätningar av dammsammansättning.
Mineraldamm, en komponent i jorddammsaerosolen (en aerosol är en suspension av flytande eller fasta partiklar i atmosfären, med partikeldiametrar i intervallet 10-9 till 10-3 m.), spelar en viktig roll i klimatsystemet. För att kunna uppskatta olika aspekter av mineraldamms klimateffekter är det viktigt att känna till dess ursprung, koncentration och spridning runt om i världen. Klimatmodellerare försöker använda olika transportmodeller där parametrisering av stoftutsläpp, dess fördelning och absorptions- och spridningsegenskaper används.
Uppgifterna om mineraldamm och modeller är för närvarande begränsade till regional nivå och kan inte lösas på global skala. Hittills finns det ingen enskild befintlig datauppsättning som kan beskriva alla aspekter av mineraldamms kretslopp i den globala atmosfären.
Mineraldamm, som är en viktig komponent i den globala aerosolbelastningen kan avsevärt påverka jordsystemets energibalans direkt genom absorption och spridning av sol- och termisk strålning och indirekt genom att interagera med moln genom bildande av molnkondensationskärnor (CCN) och förändra deras egenskaper. Trots att man har en rimligt god vetenskaplig förståelse för processer som involverar mineraldamms effekter på klimatsystemet, finns det en enorm osäkerhet i uppskattningen av direkta och indirekta klimateffekter av mineraldamm, särskilt på global skala. En störning i strålningsbalansen orsakad av mineraldamm beskrivs i termer av dammstrålningskraft (mätt i W/m2) är en nettoförändring (nedåt) i strålningsflödet orsakat av aerosol av mineraldamm. Så varje förändring av mineraldammbelastningen i atmosfären kommer att förändra strålningsbalansen i en region och kan leda till differentiell uppvärmning/kylning som påverkar det globala cirkulationssystemet och klimatet. Strålningskraften på grund av mineraldamm beror på flera dammegenskaper, till exempel dess optiska egenskaper (brytningsindex), kemisk sammansättning, storlek, form, vertikal och horisontell fördelning, dess blandningsförmåga med andra partiklar, fukt etc. Inte bara cirkulationen av mineraldamm i atmosfären men dess avsättning på ytan har också betydande konsekvenser eftersom det kan förändra ytans albedo (ytans reflekterande kraft) och påverka smälthastigheten för glaciärer och polarisar.
Det är i detta sammanhang som EMIT-mineraldammmätningarna är ganska betydande. Det kommer inte bara att överbrygga gapet i vår kunskap utan kommer också att tillhandahålla den välbehövliga globala datamängden som kommer att hjälpa modellbyggare att förstå och parametrisera dammeffekterna i klimatmodeller.
EMIT-mätningar kommer att avslöja sammansättningen och dynamiken hos mineraler i stoftet runt den globala atmosfären. På bara en sekund, avbildningsspektrometer av NASA: s EMIT kan fånga hundratusentals synliga och infraröda spektra av ljus som produceras genom spridning/reflektion från mineraldammpartiklar och producera spektrala fingeravtryck av jordens region. Baserat på färgen (våglängden) på spektrumet kan olika komponenter som jord, stenar, vegetation, skogar, floder och moln också identifieras. Men uppdragets huvudfokus skulle vara att mäta de mineraler i atmosfären som produceras från de torra och halvtorra dammproducerande regionerna i världen. Det skulle så småningom hjälpa till att bättre förstå mineraldamms inverkan på klimatet och hjälpa till att utveckla en bättre klimatmodell.
***
Källor:
- JPL 2022. NASA:s mineraldammsdetektor börjar samla in data. Upplagt 29 juli 2022. Tillgänglig online på 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 Dust Source Investigation – Mål. Finns online på 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, s. 1-15, DOI: https://doi.org/10.1109/AERO47225.2020.9172731
- Aerosoler. Finns online på https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/aerosol
***
