На этом изображении, созданном с использованием данных от 18 сентября 2024 года, показано, где облака поглощают как солнечную радиацию, так и тепловое излучение с поверхности Земли. Этот эффект потепления прерывается, когда облако сгущается и образуются более крупные частицы льда, блокирующие тепловое излучение, испускаемое поверхностью Земли. В этих более плотных регионах верхняя часть облаков охлаждается, испуская тепловое излучение в космос. Авторы и права: ESA, Стандартная лицензия ESA.
Имея в руках первоначальные изображения каждого из инструментов на борту спутника EarthCARE ЕКА, пришло время показать, как эти четыре усовершенствованных датчика работают в синергии, чтобы точно измерить, как облака и аэрозоли влияют на нагрев и охлаждение нашей атмосферы.
Эти новые результаты, представленные сегодня на Международном астронавтическом конгрессе в Милане, Италия, ясно показывают, как инструменты EarthCARE могут одновременно проводить различные измерения облаков и аэрозолей. Эти синергетические измерения обещают дать решающее понимание тонкого энергетического баланса Земли.
Энергетический баланс учитывает количество энергии, которую Земля получает от Солнца, и количество теплового излучения, которое она излучает обратно в космос. Этот баланс, находящийся под влиянием множества факторов, включая облака, аэрозоли и парниковые газы, имеет жизненно важное значение для регулирования климата Земли.
Хотя известно, что облака и аэрозоли обычно способствуют охлаждению атмосферы, их взаимодействие с приходящим и уходящим теплом очень сложно и до сих пор до конца не изучено.
Запущенная в мае 2024 года миссия EarthCARE, реализуемая в рамках совместного предприятия ЕКА и Японского агентства аэрокосмических исследований JAXA, имеет важную задачу измерения различных аспектов нашей атмосферы, чтобы помочь нам понять, как облака и аэрозоли отражают поступающую солнечную энергию обратно. в космос и как они улавливают исходящую инфракрасную энергию.
Директор программ наблюдения Земли ЕКА Симонетта Чели заявила: «Хотя мы все еще находимся на ранних стадиях миссии и заняты этапом ввода в эксплуатацию спутника, результаты, которые мы представляем сегодня, действительно замечательны.
«Они не только еще раз подтверждают, что все четыре инструмента и сложный способ обработки данных работают исключительно хорошо, но также подчеркивают эффективность их комбинированных измерений. Это демонстрирует, что миссия находится на правильном пути к достижению своих целей.
«Данные, полученные 18 сентября, открывают широкий обзор от Центральной Европы до Швеции. Примечательно, что они обнаруживают множество различных признаков грозы над северной Италией, недалеко от Милана, где мы находимся сегодня».
Радар для профилирования облаков EarthCARE, предоставленный JAXA, показывает информацию о вертикальной структуре и внутренней динамике облаков, атмосферный лидар предоставляет профили аэрозолей и тонких облаков, а также информацию о верхней части облаков, мультиспектральный формирователь изображения предлагает широкий обзор. на нескольких длинах волн, а широкополосный радиометр измеряет отраженное солнечное излучение и исходящее инфракрасное излучение, исходящее от Земли.
На анимации выше показаны две ключевые особенности, демонстрирующие синергетические возможности EarthCARE.
В то время как мультиспектральный имидж-сканер обеспечивает общий контекст сцены, анимация сначала фокусируется на недавней грозе над северной Италией и северной Корсикой. Шторм вызвал сильное наводнение в итальянском регионе Эмилия-Романья и был частью более крупной конвективной системы, связанной с ураганом Борис, который опустошил некоторые части Центральной Европы.
На этом этапе анимации радар профилирования облаков предоставляет большую часть данных благодаря крупным частицам, образующимся внутри грозовых облаков. Затем атмосферный лидар обнаруживает слой толщиной 1–2 км в самой верхней части облака, раскрывая важные детали о слое льда на вершине облака.
Полная синергия между радаром для профилирования облаков и лидаром становится очевидной при фокусировке вблизи верхней части облака, где оба инструмента предоставляют дополнительные данные, позволяющие получить более подробную характеристику облаков.
В конечном счете, миссия EarthCARE состоит в том, чтобы дать представление о том, где облака и аэрозоли либо нагревают, либо охлаждают атмосферу, и эти первоначальные синергетические результаты эффективно это демонстрируют.
На этом изображении использованы данные от 18 сентября 2024 года. На нем показано, как радар спутника для профилирования облаков обнаруживает сильный дождь и град в грозовых облаках над северной Италией и ледяных облаках над Швецией. Кредит: ESA, Стандартная лицензия ESA.
Они обнаруживают сильный охлаждающий эффект в вершине грозы из-за высокого выброса теплового излучения в космос. Под этим охлаждающим слоем плотное облако поглощает тепло, исходящее от поверхности Земли, создавая эффект потепления.
Во-вторых, в анимации показаны перистые облака над Швецией, являющиеся частью высотного образования ледяных облаков. Эти облака особенно важны для науки о климате, поскольку, хотя они кажутся тонкими и пропускают солнечный свет, тем самым нагревая поверхность Земли, они также улавливают тепловое излучение, испускаемое поверхностью Земли, не позволяя ему уйти в космос. Этот двойной эффект способствует общему потеплению атмосферы.
В отличие от грозы, атмосферный лидар предоставляет информацию почти по всему перистому облаку на высоте от 8 до 13 км, тогда как радар в первую очередь фокусируется на нижней области, где образуются более крупные кристаллы льда. Однако на нижних двух километрах и радар, и лидар предоставляют данные, что позволяет синергетически получать данные по значительной части перистого облака.
Общий нагревательный эффект перистых облаков, особенно в их верхних слоях, очевиден там, где облака поглощают как солнечную радиацию сверху, так и снизу тепловое излучение, испускаемое с поверхности Земли. Этот эффект потепления прерывается в областях, где облако сгущается и образуются более крупные частицы льда, блокирующие тепловое излучение Земли.
В этих более плотных регионах верхняя часть облаков охлаждается, испуская тепловое излучение в космос. Несмотря на эти локальные эффекты охлаждения, перистые облака способствуют общему потеплению атмосферы.
Другие особенности включают слой аэрозоля низкого уровня, вероятно, связанный с дымкой, вызванной загрязнением над Германией, и морское облако на малой высоте над южной частью Балтийского моря.
Торстен Фер, научный сотрудник миссии EarthCARE ЕКА, сказал: «Наличие данных, доступных на этой ранней стадии, является свидетельством выдающейся работы команды EarthCARE, особенно ученых, разработавших эти информационные продукты. Это подчеркивает уникальную способность EarthCARE одновременно проводить прямые измерения как облака, так и аэрозоли, что позволяет провести беспрецедентную оценку их воздействия на климат.
Хитонори Маэдзима, старший руководитель миссии по наблюдению Земли в JAXA, сказал: «Комбинируя измерения своих четырех датчиков, EarthCARE может фиксировать различные типы облаков, аэрозолей и их функции. Это символ сотрудничества между ЕКА и JAXA».
Информация от: Европейским космическим агентством
