حقوق الصورة: ناسا
تقوم سلسلة من سواتل ناسا بقياس مستويات الأوزون في الغلاف الجوي للأرض بدقة يمكن أن تخبرها عن مكان حدوثها الطبيعي وأين تحدث بسبب التلوث. وتضمنت الأقمار الصناعية وكالة ناسا تيرا ، ومهمة قياس هطول الأمطار الاستوائية ، ومسبار الأرض / تومس ، والقمر الصناعي ERS-2 التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ، وكانوا قادرين على تسجيل الحرائق ومضات البرق حول العالم. فوجئ العلماء عندما اكتشفوا أن الكميات الأكبر من الأوزون فوق المحيط الأطلسي المداري قد تشكلت بالفعل من خلال ضربات البرق وليس التلوث كما كان في الأصل.
أثناء فصل الأوزون الصيفي بالقرب من سطح الأرض في معظم المدن الأمريكية الرئيسية عندما يختلط ضوء الشمس والحرارة مع عوادم السيارات والتلوث الآخر ، مما يتسبب في إصدار مسؤولي الصحة "تنبيهات الأوزون". ولكن في أجزاء أخرى من العالم ، مثل المحيط الأطلسي الاستوائي ، يبدو أن هذا الأوزون المنخفض المستوى ينشأ بشكل طبيعي بطرق تركت العلماء في حيرة. الآن ، يمكن للعلماء الممولين من وكالة ناسا باستخدام أربعة أقمار صناعية معرفة من أين يأتي تلوث الأوزون المنخفض وما إذا كان من صنع الإنسان أم طبيعيًا.
درس عالم الغلاف الجوي ديفيد إدواردز وزملاؤه من المركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي (NCAR) والمتعاونين في كندا وأوروبا هذه المشكلة باستخدام بيانات الأقمار الصناعية من ثلاث مركبات فضائية تابعة لوكالة ناسا ، وواحدة من وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) ، ونموذج كمبيوتر من NCAR. فوجئوا عندما وجدوا أن كمية أكبر من الأوزون القريب من السطح فوق المحيط الأطلسي الاستوائي تتطور نتيجة الصواعق بدلاً من حرق الوقود الأحفوري الزراعي.
ظهرت النتائج التي توصلوا إليها في العدد الأخير من مجلة الغلاف الجوي للأبحاث الجيوفيزيائية الأمريكية. يتضمن تكوين الأوزون عدة عوامل ، مثل البرق والتلوث الناجم عن حرق الوقود الزراعي والحفريات ، ولهذا كان من المفيد استخدام الأقمار الصناعية المتعددة التابعة لوكالة ناسا للنظر في كل منها على حدة.
وشملت سواتل ناسا تيرا ، ومهمة قياس هطول الأمطار الاستوائية (TRMM) ، ومسبار الأرض / تومس. كما تم استخدام القمر الصناعي ERS-2 التابع لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA) للنظر في الأوزون ، كما تم استخدام نموذج الكمبيوتر MOZART-2 (نموذج للأوزون والمواد الكيميائية ذات الصلة) من NCAR لمحاكاة التكوين الكيميائي للغلاف الجوي.
نظرًا لأن أدوات الأقمار الصناعية المختلفة يمكن أن تكتشف الحرائق ومضات البرق والتلوث الناتج والأوزون في الغلاف الجوي على التوالي ، فقد قدموا رؤية عالمية لما يحدث ، وساعد نموذج الكمبيوتر على ربط جميع القطع معًا.
تسبب الحرائق دخانًا وأول أكسيد الكربون ، ويخلق البرق أكاسيد النيتروجين. تأتي كل هذه مع مركبات أخرى غير مستقرة في حساء كيميائي ، ويساعد ضوء الشمس على تحفيز التفاعل الذي يساعد على تكوين الأوزون. ووجد العلماء أنه في أوائل العام ، أدت الحرائق المكثفة التي أشعلها المزارعون من أجل تطهير الأراضي والزراعة التقليدية في شمال غرب إفريقيا ، جنوب الصحراء الكبرى مباشرة ، إلى تلوث كبير يمكنهم تتبعه باستخدام الأقمار الصناعية. الصور لأنها تنتشر عبر المحيط الأطلسي نحو أمريكا الجنوبية. زاد هذا التلوث بشكل كبير من الأوزون على ارتفاعات منخفضة بالقرب من الحرائق.
ومع ذلك ، عندما نظر إدواردز وزملاؤه في مناطق مستويات الأوزون المرتفعة التي تم قياسها بواسطة الأقمار الصناعية والطائرات فوق المحيط الأطلسي جنوب خط الاستواء ، فوجئوا أكثر عندما وجدوا أن هذا الأوزون ناتج بشكل رئيسي عن البرق بدلاً من الحرائق.
في أجزاء أخرى من العالم ، وخاصة بالقرب من المدن ، غالبًا ما يتم تصنيع الأوزون بالقرب من سطح الأرض من التلوث نتيجة حرق الوقود الأحفوري الصناعي والسيارات. من المهم فهم مصدر التلوث في كل حالة لتحسين جودة الهواء.
إن أداة قياسات وكالة ناسا للتلوث في طبقة التروبوسفير (MOPITT) على متن القمر الصناعي تيرا هي مهمة مشتركة بين ناسا ووكالة الفضاء الكندية تقوم بقياس تركيزات أول أكسيد الكربون على مستويات مختلفة من الغلاف الجوي. أداة TOMS على EP / TOMS قياس الأوزون الاستوائي التروبوسفيري في منتصف المحيط الأطلسي. قام القمر الصناعي TRMM بحساب عدد الحرائق في المنطقة باستخدام الماسح الضوئي المرئي / بالأشعة تحت الحمراء (VIRS) ، وكذلك فهرسة بيانات فلاش البرق من مستشعر التصوير البرق (LIS). ثم تم تفسير بيانات الأقمار الصناعية باستخدام طراز الكمبيوتر MOZART-2.
في السابق ، استخدم العلماء ملاحظات TOMS للحصول على فكرة عامة عن المكان الذي كانت فيه مستويات الأوزون التروبوسفيرية مرتفعة ، ولكن كان من الصعب في كثير من الأحيان تحديد مصدر الأوزون وأي مصدر التلوث أو العملية الطبيعية التي أدت إلى إنشائه. مؤخرًا فقط تمكنت مجموعة الأقمار الصناعية الأربعة العلماء من إجراء هذا التمييز.
تم تمويل هذا البحث من قبل مؤسسة علوم الأرض التابعة لناسا (ESE) ، بالتعاون مع مؤسسة العلوم الوطنية ، الراعي لـ NCAR. إن وكالة الفضاء الأوروبية التابعة لوكالة ناسا مكرسة لفهم الأرض كنظام متكامل وتطبيق علوم نظام الأرض لتحسين التنبؤ بالمناخ والطقس والأخطار الطبيعية باستخدام نقطة الفضل الفريدة للفضاء.
المصدر الأصلي: بيان صحفي لوكالة ناسا
