Źródło zdjęcia: NASA
Seria satelitów NASA mierzy poziomy ozonu w atmosferze ziemskiej z taką precyzją, że mogą stwierdzić, gdzie występuje naturalnie i gdzie jest spowodowane zanieczyszczeniem. Satelity obejmowały Terra, misję pomiarową tropikalnych opadów deszczu, Earth Probe / TOMS i satelitę ERS-2 ESA, a także rejestrowały pożary i błyskawice na całym świecie. Naukowcy byli zaskoczeni, gdy odkryli, że większe ilości ozonu nad tropikalnym Atlantykiem powstały w wyniku uderzenia pioruna, a nie zanieczyszczenia, jak pierwotnie.
Latem ozon w pobliżu powierzchni Ziemi tworzy się w większości dużych amerykańskich miast, gdy światło słoneczne i ciepło mieszają się z spalinami samochodowymi i innymi zanieczyszczeniami, powodując, że urzędnicy służby zdrowia wydają „alarmy ozonowe”. Ale w innych częściach świata, takich jak tropikalny Atlantyk, ten niski poziom ozonu wydaje się pochodzić naturalnie w sposób, który wprawił naukowców w zakłopotanie. Finansowani przez NASA naukowcy korzystający z czterech satelitów mogą teraz stwierdzić, skąd pochodzi zanieczyszczenie ozonem na niskim poziomie i czy jest to spowodowane przez człowieka, czy naturalne.
David Edwards, naukowiec zajmujący się atmosferą i jego koledzy z National Centre for Atmospheric Research (NCAR) oraz współpracownicy z Kanady i Europy badali ten problem, wykorzystując dane satelitarne z trzech statków kosmicznych NASA, jednego z Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) oraz modelu komputerowego z NCAR. Byli zaskoczeni, gdy odkryli, że większa ilość ozonu powierzchniowego nad tropikalnym Atlantykiem powstaje w wyniku uderzenia pioruna zamiast spalania rolniczego i paliw kopalnych.
Ich odkrycia pojawiły się w najnowszym numerze American Geophysical Union's Journal of Geophysical Research Atmospheres. Tworzenie się ozonu wiąże się z kilkoma czynnikami, takimi jak uderzenie pioruna i zanieczyszczenie ze spalania paliw rolniczych i paliw kopalnych, dlatego pomocne było użycie wielu satelitów NASA do spojrzenia po kolei.
Satelity NASA obejmowały Terra, Tropical Rainfall Measurement Mission (TRMM) oraz Earth Probe / TOMS. Satelita ERS-2 ESA został również wykorzystany do zbadania ozonu, a model komputerowy MOZART-2 NCAR (Model dla ozonu i powiązanych wskaźników chemicznych) wykorzystano do symulacji składu chemicznego atmosfery.
Ponieważ różne przyrządy satelitarne mogły wykrywać pożary, błyskawice, a także odpowiednio zanieczyszczenia i ozon w atmosferze, zapewniły one ogólny widok z lotu ptaka, a model komputerowy pomógł powiązać wszystkie elementy.
Pożary tworzą dym i tlenek węgla, a błyskawica tworzy tlenki azotu (NOx). Wszystkie one łączą się z innymi niestabilnymi związkami w chemicznej zupie, a światło słoneczne pomaga wywołać reakcję, która pomaga wytworzyć ozon. Naukowcy odkryli, że na początku roku intensywne pożary wywołane przez rolników w celu oczyszczenia terenu i tradycyjnej uprawy w północno-zachodniej Afryce, na południe od pustyni Sahara, spowodowały duże ilości zanieczyszczeń, które mogliby śledzić za pomocą satelity obrazy, które rozciągają się nad Atlantykiem w kierunku Ameryki Południowej. Zanieczyszczenie to znacznie zwiększyło poziom ozonu na niskich wysokościach w pobliżu pożarów.
Jednak gdy Edwards i jego koledzy spojrzeli na obszary podwyższonego poziomu ozonu mierzone przez satelity i samoloty nad Atlantykiem na południe od równika, byli bardziej zaskoczeni, gdy stwierdzili, że ozon ten był spowodowany głównie przez pioruny, a nie pożary.
W innych częściach świata, zwłaszcza w pobliżu miast, ozon w pobliżu powierzchni Ziemi jest często wytwarzany z zanieczyszczeń w wyniku spalania przemysłowych paliw kopalnych i samochodów. Zrozumienie, skąd pochodzą zanieczyszczenia, jest ważne dla poprawy jakości naszego powietrza.
Przyrząd NASA do pomiaru zanieczyszczeń w troposferze (MOPITT) na pokładzie satelity Terra to wspólna misja NASA / Kanadyjskiej Agencji Kosmicznej, która mierzyła stężenie tlenku węgla na różnych poziomach atmosfery. Instrument TOMS na EP / TOMS mierzył tropikalny troposferyczny ozon w środkowym Atlantyku. Satelita TRMM policzył liczbę pożarów w regionie za pomocą skanera widzialnego / podczerwieni (VIRS), a także skatalogował dane błyskawicy z czujnika Lightning Imaging Sensor (LIS). Dane satelitarne zostały następnie zinterpretowane przy użyciu modelu komputerowego MOZART-2.
Wcześniej naukowcy korzystali z obserwacji TOMS, aby uzyskać ogólne pojęcie o tym, gdzie poziomy ozonu troposferycznego były wysokie, ale często trudno było powiedzieć, skąd pochodzi ozon i które źródło zanieczyszczenia lub naturalny proces doprowadziły do jego powstania. Dopiero niedawno kombinacja 4 satelitów umożliwiła naukowcom dokonanie tego rozróżnienia.
Badania zostały sfinansowane przez NASA Earth Science Enterprise (ESE), we współpracy z National Science Foundation, sponsorem NCAR. ESE NASA poświęca się zrozumieniu Ziemi jako zintegrowanego systemu i zastosowaniu Earth System Science do poprawy prognozowania klimatu, pogody i zagrożeń naturalnych przy użyciu unikalnego punktu obserwacyjnego przestrzeni kosmicznej.
Oryginalne źródło: NASA News Release
