Twin NASA-satellitter er klar til at hjælpe med at måle jordens energibalance

Et par nye NASA-satellitter i skoæskestørrelse vil hjælpe med at opklare et atmosfærisk mysterium, som har forvirret videnskabsmænd i årevis:hvordan opførselen af ​​skyer og vanddamp i Jordens polarområder påvirker vores planets klima.

Den første CubeSat i NASA's Polar Radiant Energy in the Far-InfraRed Experiment (PREFIRE)-mission blev opsendt fra New Zealand lørdag den 25. maj. Den anden PREFIRE CubeSat er målrettet til at løfte sig lørdag den 1. juni med et opsendelsesvindue, der åbner kl. om eftermiddagen. NZST (23.00 EDT, fredag ​​den 31. maj).

Missionen vil måle mængden af ​​varme, som Jorden udsender til rummet fra de to koldeste, fjerneste områder på planeten. Data fra PREFIRE vil forbedre computermodeller, som forskere bruger til at forudsige, hvordan Jordens is, have og vejr vil ændre sig i en opvarmende verden.

Jorden absorberer meget af solens energi i troperne, og vejr- og havstrømme transporterer denne varme mod polerne (som modtager meget mindre sollys). Is, sne og skyer - blandt andre dele af polarmiljøet - udsender noget af denne varme til rummet, meget af det i form af langt infrarød stråling. Forskellen mellem mængden af ​​varme, som Jorden absorberer i troperne, og den varme, der stråler ud fra Arktis og Antarktis, er en central indflydelse på planetens temperatur, der hjælper med at drive dynamiske klima- og vejrsystemer.

Men fjerninfrarøde emissioner ved polerne er aldrig blevet målt systematisk. Det er her PREFIRE kommer ind i billedet. Missionen vil hjælpe forskere med at få en klarere forståelse af, hvornår og hvor Jordens polarområder udsender langt infrarød stråling til rummet, samt hvordan atmosfærisk vanddamp og skyer påvirker mængden, der undslipper.

Skyer og vanddamp kan fange langt infrarød stråling på Jorden og dermed øge de globale temperaturer - en del af drivhuseffekten.

"Det er afgørende, at vi får den rigtige effekt af skyer, hvis vi ønsker at modellere Jordens klima nøjagtigt," sagde Tristan L'Ecuyer, professor ved University of Wisconsin-Madison og PREFIREs hovedefterforsker.

Skyer i klimamodellering

Skyer og vanddamp ved Jordens poler fungerer som vinduer på en sommerdag:En klar, relativt tør dag i Arktis er som at åbne et vindue for at slippe varme ud af et indelukket rum. En overskyet, relativt fugtig dag fanger varme som et lukket vindue.

Typerne af skyer - og den højde, de dannes i - har indflydelse på, hvor meget varme den polære atmosfære holder på. Som et tonet vindue har skyer i lav højde, hovedsagelig sammensat af vanddråber, en tendens til at have en kølende effekt. Højtliggende skyer, hovedsageligt lavet af ispartikler, absorberer lettere varme, hvilket genererer en opvarmende effekt. Fordi skyer i mellemhøjder kan have varierende indhold af vanddråber og ispartikler, kan de enten have en opvarmende eller kølende effekt.

Men skyer er notorisk svære at studere:De består af mikroskopiske partikler, der kan bevæge sig og ændre sig i løbet af få sekunder til timer. Når det regner eller sner, er der en stor omrokering af vand og energi, der kan ændre karakteren af ​​skyer fuldstændigt. Disse stadigt skiftende faktorer komplicerer opgaven med realistisk at fange skyadfærd i klimamodeller, som forsøger at fremskrive globale klimascenarier.

Uoverensstemmelser i, hvordan forskellige klimamodeller repræsenterer skyer, kan betyde forskellen mellem at forudsige 5 eller 10 grader Fahrenheit (3 eller 6 grader Celsius) af opvarmning. PREFIRE-missionen har til formål at reducere denne usikkerhed.

Det termiske infrarøde spektrometer på hvert rumfartøj vil foretage afgørende målinger af lysets bølgelængder i det fjern-infrarøde område. Instrumenterne vil være i stand til at detektere skyer, der stort set er usynlige for andre typer optiske instrumenter. Og PREFIREs instrumenter vil være følsomme nok til at detektere den omtrentlige størrelse af partikler for at skelne mellem væskedråber og ispartikler.

"PREFIRE vil give os et nyt sæt øjne på skyer," sagde Brian Kahn, en atmosfærisk videnskabsmand ved NASA's Jet Propulsion Laboratory og medlem af PREFIRE videnskabsteamet. "Vi er ikke helt sikre på, hvad vi kommer til at se, og det er virkelig spændende."

Leveret af NASA