Kredit imej: NASA/JPL
Satu aspek iklim Bumi, pengagihan wap air, mungkin mempunyai implikasi yang ketara terhadap perubahan iklim dan penipisan ozon. Untuk memahami kepentingannya, saintis NASA menggunakan pesawat khas untuk membina peta terperinci tentang cara wap air bergerak di atmosfera, dari permukaan Bumi sehingga ketinggian 40 km, di mana udara kering sepenuhnya. Mereka dapat mengetahui wap yang dicipta pada ketinggian yang tinggi dan yang mana yang dialihkan oleh arus udara.
Para saintis NASA telah membuka tetingkap baharu untuk memahami wap air atmosfera, implikasinya terhadap perubahan iklim, dan penipisan ozon.
Para saintis telah mencipta peta terperinci pertama air yang mengandungi hidrogen berat dan atom oksigen berat di dalam dan di luar awan, dari permukaan Bumi hingga kira-kira 25 batu ke atas, untuk lebih memahami dinamik cara air masuk ke stratosfera.
Hanya sejumlah kecil air yang mencapai stratosfera gersang, 10 hingga 50 kilometer (6 hingga 25 batu) di atas Bumi, jadi sebarang peningkatan kandungan air berpotensi membawa kepada kemusnahan beberapa keupayaan pelindung ozon di bahagian atmosfera ini. Ini boleh menghasilkan penipisan ozon yang lebih besar di Kutub Utara dan Selatan serta di latitud pertengahan.
Air membentuk iklim bumi. Jumlah besarnya di atmosfera yang lebih rendah, troposfera, mengawal berapa banyak cahaya matahari yang masuk ke planet ini, berapa banyak yang terperangkap di langit kita, dan berapa banyak yang kembali ke angkasa. Lebih tinggi di stratosfera, di mana kebanyakan perisai ozon Bumi melindungi permukaan daripada sinaran ultraungu yang berbahaya, terdapat sangat sedikit air (kurang daripada .001 kepekatan permukaan). Para saintis tidak memahami sepenuhnya bagaimana udara dikeringkan sebelum ia sampai ke rantau ini.
Di troposfera, air wujud sebagai wap di udara, sebagai titisan cecair di awan, dan sebagai zarah ais beku dalam awan cirrus altitud tinggi. Memandangkan terdapat begitu banyak air yang lebih dekat dengan Bumi dan beberapa batu di atasnya, adalah penting untuk memahami cara air masuk dan keluar dari stratosfera. 'Kandungan isotop,' cap jari semula jadi yang ditinggalkan oleh bentuk air yang berat, adalah kunci untuk memahami proses itu. Isotop ialah mana-mana daripada dua atau lebih bentuk unsur yang mempunyai sifat kimia yang sama atau sangat berkait rapat dan nombor atom yang sama, tetapi berat atom yang berbeza. Contohnya ialah oksigen 16 berbanding oksigen 18– kedua-duanya adalah oksigen, tetapi satu lebih berat daripada yang lain.
Air berat lebih mudah terpeluwap atau beku daripada wapnya, menyebabkan sifat taburannya agak berbeza daripada bentuk isotop air biasa. Pengukuran susunan isotop wap air membolehkan saintis menentukan cara air masuk ke stratosfera.
'Buat pertama kalinya, kami mempunyai kandungan isotop air yang dipetakan dengan terperinci yang luar biasa,' kata Dr. Christopher R. Webster, seorang saintis penyelidikan kanan di Makmal Pendorong Jet NASA, Pasadena, Calif. Webster ialah pengarang utama kertas saintifik yang mengumumkan perkara baharu itu. penemuan dalam jurnal Science. Dr. Andrew J. Heymsfield, dari Pusat Penyelidikan Atmosfera Kebangsaan, Boulder, Colo., ialah pengarang bersama.
Mengukur isotop air adalah amat mencabar, kerana ia hanya mewakili sebahagian kecil, kurang daripada satu peratus, daripada jumlah air di atmosfera. Pengukuran terperinci telah dibuat menggunakan spektrometer penyerapan inframerah laser Pesawat (Alias) yang terbang di atas pesawat jet ketinggian tinggi WB-57F NASA pada Julai 2002. Teknik laser baharu ini membolehkan pemetaan isotop air dengan resolusi yang mencukupi untuk membantu penyelidik memahami kedua-dua pengangkutan air dan mikrofizik terperinci awan, parameter utama untuk memahami komposisi atmosfera, pembangunan ribut dan ramalan cuaca.
'Teknik laser memberi kita keupayaan untuk mengukur pelbagai jenis isotop yang terdapat dalam semua air, ' kata Webster. 'Dengan cap jari isotop, kami mendapati zarah ais yang ditemui di bawah stratosfera ditinggikan dari bawah, dan ada yang ditanam di sana.'
Data membantu menerangkan cara kandungan air udara yang memasuki stratosfera dikurangkan, dan menunjukkan bahawa pendakian secara beransur-ansur dan gerakan menaik yang pantas yang dikaitkan dengan sistem awan tinggi (peningkatan perolakan) kedua-duanya memainkan peranan dalam mewujudkan kekeringan stratosfera.
Tujuan misi pesawat adalah untuk memahami pembentukan, tahap dan proses yang berkaitan dengan awan cirrus. Misi itu menggunakan enam pesawat dari NASA dan agensi persekutuan lain untuk membuat pemerhatian di atas, di dalam dan di bawah awan. Dengan menggabungkan data pesawat dengan data dan satelit berasaskan darat, saintis mempunyai gambaran yang lebih baik tentang hubungan antara awan, wap air dan dinamik atmosfera berbanding sebelum ini. Mereka juga boleh mentafsir dengan lebih baik pengukuran satelit yang dibuat secara rutin oleh NASA.
Misi ini dibiayai oleh Perusahaan Sains Bumi NASA. Perusahaan berdedikasi untuk memahami Bumi sebagai sistem bersepadu dan menggunakan Sains Sistem Bumi untuk meningkatkan ramalan iklim, cuaca dan bahaya semula jadi menggunakan sudut pandang unik angkasa. Untuk maklumat lanjut tentang Alias, lawati: http://laserweb.jpl.nasa.gov.
Untuk maklumat mengenai NASA, lawati: http://www.nasa.gov.
JPL diuruskan untuk NASA oleh California Institute of Technology di Pasadena
Sumber Asal: Siaran Berita NASA/JPL