空间边缘:美国宇航局的AIM航天器科学

AIM SPACECRAFT.

艺术家在地球上方的轨道上的瞄准航天器的演绎与阳光在全球范围内突破。信贷:艾米莉山

2007年推出,冰山圈的冰,或瞄准,使命是地球上的首次详细探索,这些难以实现的云层在字面上的“空间边缘”。Other space-based and ground-based measurements have probed some aspects of this unusual phenomenon in Earth’s mesosphere (the region just above the stratosphere), but very little is known about how these clouds form over the poles, why they are being seen at lower latitudes than ever before, or why they have been growing brighter and more frequent. Some scientists have suggested that these polar mesospheric clouds may be the direct result of human-induced climate change.

在其使命的过程中,目的通过在这些云的整个复杂的生命周期首次记录,帮助回答这些问题。通过这些信息,科学家正在努力解决许多关于这些云彩的许多谜团,并更好地预测他们将来会如何改变。

科学成就

来自目标的一些重点科学发现包括:

  • 在过去十年中,夜间云数量稳步增加。
  • 水蒸气,温室气体和降低大气温度的增加 - 表面靠近表面的副作用 - 可能导致PMC的存在增加。
  • 在流星在地球氛围中燃烧时产生的微小微粒中的冰晶形成冰晶。
  • 介质圈的加热更可能与大气中的循环相连,而不是直接从太阳加热。

AIM的测量还帮助科学家追踪大气中的空气垂直移动,以及半球之间的空气。

要闻速览

  • 极地伴游云只在每个半球的夏天都在两极上形成,这在南部和11月在南部的5月中旬开始。云的数量及其亮度最高朝向杆子。云在北半球比南半球更频繁,云均更加亮相。它们通常在83-84公里(50英里)的海拔地区观察。
  • 极地伴游云,因为它们是从卫星观测的那些学习它们的人中,也经常被称为“夜光,”或夜间闪耀的云。这是因为当由地平线下方的阳光照射时,它们是从地面上看到的,而大气层的下层在地球的阴影中。
  • 第一份公开的夜间云的报告是由业余天文学家1885年制作的。在白天在白天的第一次观察是由1969年的卫星进行的。1982年,定期的空间观测开始于1982年美国宇航局太阳能MesoSeepe Explorer。迄今为止,迄今为止的空间观察由设计用于其他目的的仪器进行。
  • 每年,AIM观察每个杆子的完整极地态度云季节

解密北极地云层的配方

在这种高海拔地区的极性伴游云的形成不遵循云在大气中较低的云形式的传统气象概念。在AIM发射之前,一个理论是云颗粒在火山或流速粉尘的“种子”上生长 - 并且目标有助于表明颗粒确实表明,形成了成型灰尘。这些云似乎是一个相对较近的现象,在克拉科达火山火山喷发后不久就在19世纪后期报道。现在已知最亮的云主要由水冰组成,并且它们的季节性生命周期由温度,水蒸气,太阳能,大气化学和云晶体形式的大气化学和小颗粒之间的复杂相互作用来控制。yabovip2021

目的还可以同时测量揭开自然因素如太阳循环和气象中的作用所需的主要成分,从而从可能的诸如二氧化碳如二氧化碳的可能作用,这导致较低的变暖大气层,但在大气的这个地区冷却。本研究可以帮助提供确定极地态度云作为我们星球变化气候的指标的作用所需的数据。

太阳循环

极性伴游云发生在太阳首先与地球大气中相互作用的地区,导致化学和热变化。在这种高度的太阳辐射可以破坏水蒸气分子,从而减少可用于在云中形成冰晶的水冰量。已知在该过程中的工作中的太阳紫外线辐射随着11年的太阳循环而变化。

卫星观察结果显示了一种增加太阳紫外线辐射的模式,然后在两个太阳循环上衰落和这些云的亮度和频率下降。但在云层中看到变化之前,太阳能活动的变化将近一年,表明这种关系不是直接原因和效果的简单问题。

水蒸气和温度

需要三件事,以便为这些高空云形成:冷温度,水蒸气和小颗粒,为水凝结提供水。最近极地态度云变化背后的两个领先嫌疑人是该区域水蒸气的增加,温度较冷。气候模型预测,在大气中增加温室气体的结果将是较低的大气中的温暖温度,其中发出的辐射被上面的空气“被捕获”,但散热损失到空间中的温度较冷。更冷的温度会允许更冰冷的云颗粒形成。或者,上层大气中的水蒸气的积聚可能导致极性态度云的相同增加。通过测量水蒸气,温度和云的存在同时,目的将允许科学家隔离其中哪一个因素是云层的关键驱动因素。

了解控制夏季极地介质层中水蒸气的过程将为理解这些云层的形成和演变提供依据。水蒸气从较低的大气向上运输到极性夏季介质层中。它也是由平流层和介质层中甲烷的光化学破坏产生的。

这些云形式的区域中很少有水丰富的水丰度以及极性态度云属性。目的将衡量一套综合的水蒸气和关键化学品,导致水形成,可用作一般大气运动的示踪剂。这些组合观察结果将在大气中该区域的运动和形成的详细视图。

最近被证明是火箭发动机的一个不寻常的Mesomacher水蒸气 - 排气来源,是北极极性态度云(地球物理研究字母,M. H. Stevens等,2005年7月6日)的原因。1997年8月的排气羽流航天飞机发射向北移动,在发布后一周形成一周的云爆发。然而,来自火箭的水蒸气并未被认为是这些云层长期增加的主要贡献者。

全球变化的“煤矿金丝雀”?

目的还研究了太阳能和人类诱导的效果的相对贡献,导致高层大气中的变化。科学家指出了与全局变化的可能联系,因为云变得更加亮,随着时间的推移而更频繁地发生,并且在较低的纬度地区被观察到。一种合理的解释是,由于人类活动的温室气体较低的大气层,云形式随着时间而变得更冷的温度。在大气中高,温室气体积聚导致冷却。

目标通过帮助提供更明确的理解为什么极地态度云形式以及如何应对短期环境变化来测试这一假设。特派团的全面数据允许科学家建立重现观察到这些云的变化的计算机模拟。通过这些工具,科学家可以提高他们预测未来云层的变化的能力,并在多大程度上看到全球气候变化的指标。

参考:

“在中间大气中的全球变化的夜间云覆盖了云覆盖者吗?”由Gary E. Thomas,2004年2月11日,太空研究进展
DOI:10.1016 / S0273-1177(03)90470-4

Matthew T. Deland,Eric P. Shittle,Gary E. Thomas和John J. Olivero,2005年10月5日,“卫星极地态度云观测四分之一的卫星极地态度云观测”。大气和太阳陆地物理学杂志
DOI:10.1016 / J.Jastp.2005.08.003

是第一个评论论“空间边缘:美国宇航局的瞄准宇宙飞船科学”

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