אשראי תמונה: NASA / JPL
היבט אחד באקלים של כדור הארץ, התפלגות אדי מים, עשוי להיות בעל השלכות משמעותיות על שינויי האקלים ועל התדלדלות האוזון. כדי להבין את חשיבותה, מדעני נאס"א משתמשים בכלי טיס מיוחדים כדי לבנות מפה מפורטת של אודי המים מסתובבים באטמוספירה, מעל פני כדור הארץ לגובה של 40 ק"מ, שם האוויר מתייבש לחלוטין. הם הצליחו לדעת איזו אדים נוצרה בגובה רב ואיזה הועברה מזרמי אוויר.
מדעני נאס"א פתחו חלון חדש להבנת אדי מים אטמוספריים, השלכותיו על שינויי אקלים ודלדול האוזון.
המדענים יצרו את המפה המפורטת הראשונה של מים המכילים אטומי מימן כבדים וחמצן כבד בתוך עננים ומחוצה להם, מעל פני כדור הארץ לכ- 25 מיילים כלפי מעלה, בכדי להבין טוב יותר את הדינמיקה של האופן בו מים נכנסים לסטרטוספרה.
רק כמויות קטנות של מים מגיעים לסטרטוספרה הצחיחה, 10 עד 50 ק"מ (6 עד 25 מיילים) מעל כדור הארץ, כך שכל עלייה בתכולת המים עשויה להוביל להרס של יכולת מסוימת להגנה מפני אוזון בחלק זה של האטמוספירה. זה יכול לייצר הידלדלות גדולה יותר באוזון על פני צפון פולין ודרום, כמו גם בקווי הרוחב האמצעיים.
מים מעצבים את האקלים של כדור הארץ. הכמות הגדולה שלו באטמוספירה התחתונה, הטרופוספירה, שולטת בכמה אור שמש עובר לכוכב הלכת, כמה נלכד בשמינו וכמה יוצא לחלל. גבוה יותר בסטרטוספרה, שם מרבית מגן האוזון של כדור הארץ מגן על פני השטח מפני קרניים אולטרה סגולות מזיקות, יש מעט מאוד מים (פחות מ- 0,001 מריכוז השטח). מדענים לא מבינים עד כמה יבש אוויר לפני שהוא מגיע לאזור זה.
בטרופוספירה מים קיימים כאדים באוויר, כטיפות נוזלים בעננים, וכחלקיקי קרח קפואים בענני קרום בגובה רב. מכיוון שיש כל כך הרבה מים קרובים יותר לכדור הארץ וכל כך מעט קילומטרים מעל, חשוב להבין כיצד מים נכנסים ויוצאים מהסטרטוספרה. "התוכן האיזוטופי", טביעת האצבע הטבעית שהותירה צורות המים הכבדות, הוא המפתח להבנת התהליך. איזוטופ הוא אחת משתי צורות או יותר של יסוד בעל אותם תכונות כימיות זהות או קרובות מאוד ואותן מספר אטומי, אך משקולות אטומיות שונות. דוגמה לכך היא חמצן 16 לעומת חמצן 18 - שניהם חמצן, אך האחד כבד יותר מהשני.
מים כבדים מתעבים או קפואים ביתר קלות מאדיהם, מה שגורם לאופי תפוצתם להשתנות מעט מהצורה האיזוטופית הרגילה של מים. מדידה של איפור איזוטופי של אדי מים מאפשרת למדענים לקבוע כיצד מים נכנסים לסטרטוספרה.
ד"ר כריסטופר ר. וובסטר, מדען מחקר בכיר במעבדת ההנעה סילונית של נאס"א, פסדינה, קליפורניה, אמר ד"ר כריסטופר ר. וובסטר, מדען מחקר בכיר במעבדת ההנעה סילונית של נאס"א, פסדינה, קליפורניה. ממצאים בכתב העת Science. ד"ר אנדרו ג'יי היימפילד, מהמרכז הלאומי למחקר אטמוספרי, בולדר, קולו., הוא מחבר משותף.
מדידת איזוטופים של מים היא מאתגרת ביותר, מכיוון שהם מייצגים רק חלק קטן, פחות מאחוז אחד, מסך המים באטמוספרה. מדידות מפורטות נעשו באמצעות ספקטרומטר קליטת אינפרא אדום לייזר מטוסים (Alias) שטס על סיפון מטוס סילון הגובה הגבוה WB-57F של נאס"א ביולי 2002. טכניקת לייזר חדשה זו מאפשרת מיפוי של איזוטופי מים ברזולוציה מספקת כדי לעזור לחוקרים להבין הן את הובלת המים והן את מיקרופיסיקה מפורטת של עננים, פרמטרים עיקריים להבנת ההרכב האטמוספרי, התפתחות סערה וחיזוי מזג האוויר.
"טכניקת הלייזר נותנת לנו את היכולת למדוד את הסוגים השונים של האיזוטופים הנמצאים בכל המים," אמרה וובסטר. "עם טביעת האצבעות האיזוטופית גילינו שחלקיקי הקרח שנמצאו מתחת לסטרטוספרה הונפו מלמטה, וחלקם גודלו במקום."
הנתונים עוזרים להסביר כיצד תכולת המים האוויר הנכנסים לסטרטוספירה מצטמצמת ומראים כי עלייה הדרגתית ותנועה מהירה כלפי מעלה הקשורה למערכות ענן גבוהות (לופטינג משכנע) שניהם ממלאים תפקידים בביסוס היובש של הסטרטוספרה.
מטרת משימת המטוסים הייתה להבין את ההיווצרות, ההיקף והתהליכים הקשורים לענני קרום. המשימה השתמשה בשישה מטוסים של נאס"א וסוכנויות פדרליות אחרות כדי לבצע תצפיות מעל, בעננים ומתחת. על ידי שילוב של נתוני מטוסים עם נתונים על בסיס קרקע ולוויינים, מדענים מקבלים תמונה טובה יותר של הקשר בין עננים, אדי מים ודינמיקה אטמוספרית מבעבר. הם יכולים גם לפרש טוב יותר מדידות לוויין שנעשו באופן שגרתי על ידי נאס"א.
המשימה מומנה על ידי Enterprise Earth Earth Enterprise של NASA. הארגון מוקדש להבנת כדור הארץ כמערכת משולבת וליישום מדעי מערכת כדור הארץ כדי לשפר את החיזוי של אקלים, מזג אוויר וסכנות טבע באמצעות נקודת התצפית הייחודית של החלל. למידע נוסף על כינוי, בקר בכתובת: http://laserweb.jpl.nasa.gov.
למידע על נאס"א בקר בכתובת: http://www.nasa.gov.
JPL מנוהל על ידי נאס"א על ידי המכון הטכנולוגי בקליפורניה בפסדינה
המקור המקורי: מהדורת החדשות של NASA / JPL
