Prom kosmiczny Discovery na wyrzutni. Źródło zdjęcia: NASA. Kliknij, aby powiększyć.
Nowe badanie, dofinansowane częściowo przez Naval Research Laboratory i National Aeronautics and Space Administration (NASA), donosi, że spaliny z promu kosmicznego mogą tworzyć chmury na dużych wysokościach nad Antarktydą zaledwie kilka dni po wystrzeleniu, zapewniając cenny wgląd w globalne procesy transportu w niższa termosfera [mhs1]. W tym samym badaniu stwierdzono również, że pióropusz spalin głównego silnika promu przenosi niewielkie ilości żelaza, które można zaobserwować z ziemi, w odległości pół świata.
Międzynarodowy zespół autorów badania, który pojawi się w numerze Geophysical Research Letters z 6 lipca, wykorzystał misję STS-107 Shuttle jako studium przypadku, aby wykazać, że spaliny uwalniane w dolnej termosferze, na wysokości około 110 kilometrów, mogą tworzyć Antarktydę polarne chmury mezosferyczne (PMC). Termosfera jest najwyższą warstwą w naszej atmosferze, poniżej znajduje się mezosfera (50–90 kilometrów nad Ziemią), stratosfera i troposfera.
Nowe obserwacje przedstawione przez zespół badawczy z Global Ultraviolet Imager (GUVI) na temat termosfery, jonosfery, mezosfery, energetyki i dynamiki (TIMED) NASA ujawniają transport spalin STS-107 na półkulę południową zaledwie dwa dni po premierze w styczniu 2003 r. . Woda ze spalin ostatecznie doprowadziła do znacznego rozerwania PMC podczas letniego lata polarnego w latach 2002-2003, zaobserwowanego w eksperymencie satelitarnym z ultrafioletem z rozpraszaniem wstecznym (SBUV). Transport między półkulami, a następnie tworzenie się PMC na Antarktydzie, były nieoczekiwane.
PMC, znane również jako chmury noctilucent, występują na wysokości około 83 kilometrów i składają się z cząstek lodu wodnego powstałych w wyniku mikrofizycznych procesów nukleacji, kondensacji i sedymentacji. Zazwyczaj pojawiają się w mroźnej letniej mezosferze polarnej, gdzie temperatura spada poniżej 130? Kelwin (-220 ° F). Niewiele wiadomo na temat konkretnych procesów, które prowadzą do powstawania PMC.
Według głównego autora badania, dr Michaela Stevensa, fizyka badawczego w E.O. Hulburt Center for Space Research at the Naval Research Laboratory, badanie przyniosło wiele przełomowych wyników naukowych.
„Te badania są ekscytujące, ponieważ poszerzają nowe wyjaśnienie powstawania tych chmur, pokazując globalny efekt pióropuszu wydechowego promu wahadłowego w regionie atmosfery, który tradycyjnie nie był dobrze rozumiany”, powiedział Stevens.
Niektórzy uważają, że wpływ zmian antropogenicznych w dolnej atmosferze odbija się w tych górnych chmurach atmosferycznych. Chociaż historycznie PMC były obserwowane tylko w regionie polarnym, w ostatnich latach PMC zostały zauważone na niższych szerokościach geograficznych aż do południa, jak [mhs2] Kolorado i Utah, odnawiając zainteresowanie i wywołując debatę na temat implikacji. Jednak wyniki tej pracy „podważają interpretację wpływu trendów PMC z końca XX wieku wyłącznie na globalne zmiany klimatu”, powiedział Stevens. Zespół doszedł do wniosku, że woda ze smugi spalin promu kosmicznego może przyczynić się do znacznego 10-20 procent w PMC obserwowanych podczas jednego sezonu letniego na Antarktydzie.
Kluczowym elementem danych, który potwierdził przybycie pióropuszu na Antarktydę, była naziemna obserwacja atomów żelaza w odległości około 110 km. Obecność żelaza na tej wysokości początkowo wprawiała naukowców w zakłopotanie, ponieważ nie ma tam znanego naturalnego źródła. Dane sugerują, że żelazo ablowane lub odparowane przez główne silniki Shuttle zostało przetransportowane wraz z pióropuszem wody, przybywając na Antarktydę trzy do czterech dni po premierze w styczniu 2003 roku. Zarówno pióropusz wody, jak i obecność żelaza pokazują, że średni wiatr na południe wyprowadzony z danych zespołu jest znacznie szybszy niż uzyskany z globalnych modeli cyrkulacji lub klimatologii wiatru.
„To mówi nam coś nowego i ekscytującego w transporcie w tym regionie atmosfery”, powiedział Stevens. „Może być tak szybki, że pióropusz wahadłowca może formować lód na Antarktydzie, zanim inne procesy utraty mogą naprawdę zadziałać. Musimy bardzo ostrożnie interpretować długoterminowe implikacje dla obserwacji i cech tych chmur ze względu na wkład promu i potencjalny wkład wielu innych mniejszych pojazdów nośnych. ”
NRL i NASA sfinansowały badanie, przy współudziale National Science Foundation, British Antarctic Survey w Cambridge, Wielka Brytania oraz University of Illinois, Urbana-Champaign. Inni badacze biorący udział w badaniu to Robert Meier z George Mason University, Fairfax, Va .; Xinzhao Chu z University of Illinois, Urbana-Champaign; Matthew DeLand z Science Systems & Applications, Inc., Lanham, MD; oraz John Plane z University of East Anglia, Norwich, Wielka Brytania.
Oryginalne źródło: NRL News Release
