Klimateffekter av atmosfäriskt mineraldamm: EMIT-uppdraget uppnår en milstolpe  

With its first view of Earth, NASA: s EMIT Mission achieves milestone towards better understanding of climate effects of mineral dust in the atmosphere.  

På 27 juli 2022, NASA: s Earth Surface Mineral Dust Source Investigation (EMIT), installed on the International Utrymme Station during 22-24 July 2022, achieved a milestone when it provided its first view of Earth (called ‘’first light’’). The mission aims to map the mineral dust composition of arid regions of Earth to better understand how dust affect climate heating or colling.  

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 measurements will reveal the compositions and dynamics of minerals in the dust around the global atmosphere. In just a second, imaging spectrometer of NASA: s EMIT is capable of capturing hundred thousands of visible and infrared spectra of light produced by scattering/reflection from mineral dust particles and produce spectral fingerprints of the region of the earth. Based upon the colour (wavelength) of the spectrum different components like soil, rocks, vegetation, forests, rivers and clouds can also be identified. But the mission’s major focus would be to measure the minerals in the atmosphere produced from the arid and semi-arid dust producing regions of the world. It would eventually help better understand the impact of mineral dust on climate and help develop a better climate model. 

*** 

Källor:  

1. 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  

2. JPL 2022. EMIT Earth Surface Mineral Dust Source Investigation – Mål. Finns online på https://earth.jpl.nasa.gov/emit/science/objectives/  

3. 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 

4. Aerosoler. Finns online på https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/aerosol  

***