Klimatické účinky atmosférického minerálního prachu: Mise EMIT dosáhla milníku  

S prvním pohledem na Zemi, NASA Mise EMIT dosáhla milníku k lepšímu pochopení klimatických účinků minerálního prachu v atmosféře.  

Na 27 červenec 2022, NASA Earth Surface Mineral Dust Source Investigation (EMIT), instalovaný na International space Stanice během 22. až 24. července 2022 dosáhla milníku, když poskytla svůj první pohled na Zemi (tzv. „první světlo“). Cílem mise je zmapovat složení minerálního prachu v suchých oblastech Země, aby bylo možné lépe pochopit, jak prach ovlivňuje ohřívání nebo ochlazování klimatu.  

Vliv na oteplování klimatu skleník plynů je dobře známo, ale existuje nejistota při kvantifikaci klimatických účinků minerálního prachu emitovaného do atmosféry kvůli omezeným měřením složení prachu.  

Minerální prach, složka půdního prachového aerosolu (aerosol je suspenze kapalných nebo pevných částic v atmosféře o průměru částic v rozmezí 10^-9 na 10^-3 m.), hraje důležitou roli v klimatickém systému. Aby bylo možné odhadnout různé aspekty klimatických účinků minerálního prachu, je důležité znát jeho původ, koncentraci a distribuci po celém světě. Klimatičtí modeláři se snaží využívat různé transportní modely, ve kterých se využívá parametrizace emise prachu, jeho distribuce a absorpčních a rozptylových vlastností.  

Údaje o minerálním prachu a modelech jsou v současnosti omezeny na regionální úroveň a nelze je vyřešit v globálním měřítku. Dosud neexistuje jediný existující soubor dat, který by mohl popsat všechny aspekty cyklu minerálního prachu v globální atmosféře.  

Minerální prach, který je hlavní složkou globální aerosolové zátěže, může významně ovlivnit energetickou bilanci zemského systému přímo absorpcí a rozptylem slunečního a tepelného záření a nepřímo interakcí s mraky tvorbou kondenzačních jader (CCN) a změnou jejich vlastnosti. Navzdory tomu, že máme poměrně dobré vědecké znalosti o procesech zahrnujících vliv minerálního prachu na klimatický systém, existuje obrovská nejistota v odhadu přímých a nepřímých klimatických účinků minerálního prachu, zejména v globálním měřítku. Porucha radiační bilance způsobená minerálním prachem je popsána pomocí radiačního působení prachu (měřeno ve W/m²) je čistá změna (down-up) v toku záření způsobená aerosolem minerálního prachu. Takže jakákoli změna v zatížení minerálním prachem v atmosféře změní radiační bilanci regionu a může vést k rozdílnému ohřevu/chlazení ovlivňujícímu globální oběhový systém a klima. Sálavé působení minerálního prachu závisí na několika vlastnostech prachu, např. jeho optických vlastnostech (index lomu), chemickém složení, velikosti, tvaru, vertikálním a horizontálním rozložení, jeho mísitelnosti s jinými částicemi, vlhkosti atd. Nejen cirkulace minerální prach v atmosféře, ale jeho usazování na povrchu má také významné důsledky, protože může změnit povrchové albedo (odrazivost povrchu) a ovlivnit rychlost tání ledovců a polárních ledovců. 

Právě v tomto kontextu jsou měření minerálního prachu EMIT poměrně významná. Nejenže překlene mezeru v našich znalostech, ale také poskytne tolik potřebný globální soubor dat, který pomůže modelářům pochopit a parametrizovat účinky prachu v klimatických modelech. 

Měření EMIT odhalí složení a dynamiku minerálů v prachu kolem globální atmosféry. Za pouhou vteřinu, zobrazovací spektrometr NASA EMIT je schopen zachytit stovky tisíc viditelných a infračervených spekter světla produkovaného rozptylem/odrazem od částic minerálního prachu a vytvořit spektrální otisky prstů v oblasti Země. Na základě barvy (vlnové délky) spektra lze také identifikovat různé složky, jako je půda, skály, vegetace, lesy, řeky a mraky. Hlavním cílem mise by však bylo měření minerálů v atmosféře produkovaných v oblastech světa produkujících suchý a polosuchý prach. Nakonec by to pomohlo lépe porozumět dopadu minerálního prachu na klima a pomohlo by vyvinout lepší klimatický model. 

*** 

Zdroje:  

1. JPL 2022. Detektor minerálního prachu NASA začíná shromažďovat data. Publikováno 29. července 2022. Dostupné online na https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-mineral-dust-detector-starts-gathering-data?utm_source=iContact&utm_medium=email&utm_campaign=nasajpl&utm_content=Latest-20220729-1  

2. JPL 2022. EMIT Zkoumání zdrojů minerálního prachu na povrchu Země – cíle. Dostupné online na https://earth.jpl.nasa.gov/emit/science/objectives/  

3. RO Green et al., „The Earth Surface Mineral Dust Source Investigation: An Earth Science Imaging Spectroscopy Mission“, 2020 IEEE Aerospace Conference, 2020, str. 1-15, DOI: https://doi.org/10.1109/AERO47225.2020.9172731 

4. Aerosoly. Dostupné online na https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/aerosol  

***