เครดิตรูปภาพ: NASA / JPL
ด้านหนึ่งของสภาพภูมิอากาศของโลกคือการกระจายตัวของไอน้ำอาจมีนัยสำคัญต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและการสูญเสียโอโซน เพื่อให้เข้าใจถึงความสำคัญนักวิทยาศาสตร์ของนาซ่ากำลังใช้เครื่องบินพิเศษเพื่อสร้างแผนที่รายละเอียดว่าไอน้ำเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ ในชั้นบรรยากาศอย่างไรจากพื้นผิวโลกจนถึงระดับความสูง 40 กม. ที่อากาศแห้งสนิท พวกเขาสามารถบอกได้ว่าไอใดที่ถูกสร้างขึ้นที่ระดับความสูงและที่ถูกกระแสลมพัดขึ้นมา
นักวิทยาศาสตร์ของนาซ่าได้เปิดหน้าต่างใหม่สำหรับการทำความเข้าใจกับไอน้ำในชั้นบรรยากาศความหมายของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและการสูญเสียโอโซน
นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างแผนที่รายละเอียดแรกของน้ำที่ประกอบด้วยไฮโดรเจนหนักและอะตอมออกซิเจนหนักเข้าและออกจากเมฆจากพื้นผิวของโลกถึงบาง 25 ไมล์ขึ้นไปเพื่อทำความเข้าใจพลวัตของวิธีการที่น้ำเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ
มีเพียงน้ำปริมาณเล็กน้อยเท่านั้นที่เข้าถึงสตราโตสเฟียร์ที่แห้งแล้งซึ่งอยู่เหนือโลก 10 ถึง 50 กิโลเมตร (6 ถึง 25 ไมล์) ดังนั้นปริมาณน้ำที่เพิ่มขึ้นใด ๆ อาจนำไปสู่การทำลายขีดความสามารถในการป้องกันโอโซนในส่วนนี้ของชั้นบรรยากาศ สิ่งนี้สามารถสร้างการลดลงของโอโซนที่มีขนาดใหญ่กว่าขั้วเหนือและขั้วโลกใต้รวมถึงที่ละติจูดกลาง
น้ำเป็นตัวกำหนดสภาพภูมิอากาศของโลก จำนวนมากในชั้นบรรยากาศที่ต่ำกว่า, โทรโพสเฟียร์, ควบคุมว่ามีแสงอาทิตย์ส่องผ่านเข้ามาในโลกได้มากเพียงใด, ถูกกักอยู่ในท้องฟ้าของเราเป็นจำนวนเท่าใด, และกลับไปสู่อวกาศมากแค่ไหน สูงกว่าในสตราโตสเฟียร์ที่ซึ่งส่วนใหญ่ของโอโซนปกป้องโลกปกป้องผิวจากรังสีอัลตราไวโอเลตที่เป็นอันตรายมีน้ำน้อยมาก (น้อยกว่า. 001 ของความเข้มข้นของพื้นผิว) นักวิทยาศาสตร์ไม่เข้าใจว่าอากาศแห้งก่อนที่จะเข้าสู่ภูมิภาคนี้ได้อย่างไร
ในโทรโพสเฟียร์น้ำมีอยู่ในรูปของไอน้ำในอากาศเช่นเดียวกับหยดน้ำในเมฆและเป็นอนุภาคน้ำแข็งแช่แข็งในกลุ่มเมฆขนปุยขึ้นสูง เนื่องจากมีน้ำอยู่ใกล้กับโลกมากและอยู่ห่างออกไปไม่กี่ไมล์ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องเข้าใจว่าน้ำเข้ามาและออกจากสตราโตสเฟียร์ได้อย่างไร "เนื้อหาของไอโซโทป" ซึ่งเป็นลายนิ้วมือตามธรรมชาติที่ทิ้งไว้โดยน้ำในรูปแบบหนัก ๆ เป็นกุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจกระบวนการ ไอโซโทปคือองค์ประกอบหนึ่งในสองรูปแบบหรือมากกว่านั้นที่มีคุณสมบัติทางเคมีเดียวกันหรือใกล้เคียงกันมากและมีเลขอะตอมเดียวกัน แต่มีน้ำหนักอะตอมแตกต่างกัน ตัวอย่างคือออกซิเจน 16 กับออกซิเจน 18 - ทั้งคู่เป็นออกซิเจน แต่มีหนักกว่าอีกตัวอย่างหนึ่ง
น้ำหนักนั้นควบแน่นหรือแข็งตัวมากขึ้นจากไอของมันทำให้ธรรมชาติของการกระจายตัวของมันแตกต่างจากรูปแบบไอโซโทปปกติของน้ำ การตรวจวัดไอโซโทปที่ทำขึ้นจากไอน้ำทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุได้ว่าน้ำเข้าสู่สตราโตสเฟียร์ได้อย่างไร
ดร. คริสโตเฟอร์อาร์เว็บสเตอร์นักวิทยาศาสตร์อาวุโสด้านการวิจัยจากห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion Laboratory ของนาซ่าปาซาดีนารัฐแคลิฟอร์เนียกล่าวว่าเป็นครั้งแรกที่เรามีเนื้อหาไอโซโทปน้ำที่ถูกแมปในรายละเอียดที่เหลือเชื่อ การค้นพบในวารสาร Science ดร. Andrew J. Heymsfield แห่งศูนย์วิจัยบรรยากาศแห่งชาติโบลเดอร์โคโลเป็นผู้ร่วมเขียน
การวัดไอโซโทปของน้ำเป็นสิ่งที่ท้าทายอย่างยิ่งเพราะมันเป็นเพียงเศษเสี้ยวเล็ก ๆ น้อยกว่าร้อยละหนึ่งของน้ำทั้งหมดในชั้นบรรยากาศ การวัดรายละเอียดทำขึ้นโดยใช้เครื่องบินลำแสงอินฟราเรดดูดกลืนแสง (Alias) ที่บินบนเครื่องบินเจ็ทระดับความสูง WB-57F ของนาซ่าในเดือนกรกฎาคม 2545 เทคนิคเลเซอร์ใหม่นี้ช่วยให้การทำแผนที่ไอโซโทปน้ำมีความละเอียดเพียงพอที่จะช่วยให้นักวิจัยเข้าใจ microphysics รายละเอียดของเมฆพารามิเตอร์สำคัญสำหรับการทำความเข้าใจองค์ประกอบบรรยากาศการพัฒนาพายุและการพยากรณ์อากาศ
“ เทคนิคเลเซอร์ช่วยให้เราสามารถวัดไอโซโทปชนิดต่าง ๆ ที่พบในน้ำได้” เว็บสเตอร์กล่าว “ ด้วยลายนิ้วมือไอโซโทปเราค้นพบอนุภาคน้ำแข็งที่พบภายใต้สตราโตสเฟียร์นั้นอยู่ใต้หลังคาจากด้านล่างและบางส่วนก็เติบโตขึ้นมาแทนที่”
ข้อมูลช่วยอธิบายว่าปริมาณน้ำในอากาศเข้าสู่สตราโตสเฟียร์ลดลงอย่างไรและแสดงให้เห็นว่าการเคลื่อนที่ขึ้นและขึ้นอย่างรวดเร็วของระบบคลาวด์ที่สูงขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไปและสัมพันธ์กันนั้นมีบทบาทในการสร้างความแห้งกร้านของสตราโตสเฟียร์
วัตถุประสงค์ของภารกิจอากาศยานคือเพื่อทำความเข้าใจการก่อตัวขอบเขตและกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับเมฆขนปุย ภารกิจดังกล่าวใช้เครื่องบินหกลำจากองค์การนาซ่าและหน่วยงานรัฐบาลกลางอื่น ๆ เพื่อทำการสังเกตการณ์ด้านบนในและใต้เมฆ โดยการรวมข้อมูลเครื่องบินกับข้อมูลภาคพื้นดินและดาวเทียมนักวิทยาศาสตร์มีภาพที่ดีขึ้นของความสัมพันธ์ระหว่างเมฆไอน้ำและการเปลี่ยนแปลงของบรรยากาศกว่าเดิม พวกเขายังสามารถตีความการตรวจวัดดาวเทียมได้ดีขึ้นโดย NASA
ภารกิจดังกล่าวได้รับทุนจาก Earth Science Enterprise ขององค์การนาซ่า องค์กรมีความมุ่งมั่นที่จะเข้าใจโลกในฐานะที่เป็นระบบบูรณาการและการประยุกต์ใช้วิทยาศาสตร์ของระบบโลกเพื่อปรับปรุงการทำนายสภาพอากาศสภาพอากาศและอันตรายจากธรรมชาติโดยใช้จุดได้เปรียบที่เป็นเอกลักษณ์ของพื้นที่ สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับนามแฝงโปรดไปที่: http://laserweb.jpl.nasa.gov
สำหรับข้อมูลเกี่ยวกับ NASA โปรดไปที่: http://www.nasa.gov
JPL ได้รับการจัดการให้กับองค์การนาซ่าโดยสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนียในพาซาดีนา
แหล่งที่มาเดิม: ข่าวของ NASA / JPL
