ماموریت رمزگشایی یک لایه آئروسل مرموز بر روی ابرهای موسمی هیمالیا


یک سیستم پیچیده از ابرها و آئروسل ها در قسمت اعظم آسیای جنوبی به عنوان بخشی از موسمی در حال شکل گیری است – چالش این بود که بفهمیم چه چیزی حاوی آن است. اعتبار: Sparsh Karki / Pexels ، دارای مجوز CC0

از نظر استفان بورمان ، روز كار كارآگاهي در ارتفاع بالا از اوايل آغاز مي شود. او حوالی ساعت 5:30 صبح در هتلی در حومه کاتماندو نپال از خواب بیدار می شود. بعد از یک صبحانه سریع ، او و تیمش را به فرودگاه شهر منتقل کردند. وظیفه آنها تهیه هواپیمای جاسوسی روسی تبدیل شده است تا بتواند یکی از بزرگترین اسرار جهان را بررسی کند.

پروفسور بورمن فیزیکدان جوی در دانشگاه یوهانس گوتنبرگ و موسسه شیمی ماکس پلانک در ماینتس آلمان است. او به سیستم پیچیده ابرها و آئروسل ها علاقه مند است که در بیشتر آسیای جنوبی به عنوان بخشی از موسمی تشکیل می شود. هیمالیا هوا را به سمت بالا فشار می دهد و توده عظیمی از ابر چرخان را تشکیل می دهد. پروفسور بورمان می گوید ، این “مانند جارو برقی” عمل می کند و آلودگی هوا را از سراسر آسیا پوشانده است. در سال 2009 ، ماهواره ها یک لایه آئروسل – یک تعلیق از ذرات کوچک – را در بالای ابرها در ارتفاع حدود 14-18 کیلومتری جمع کردند. اما هیچ کس نمی دانست که از چه چیزی ساخته شده است.

پروفسور بورمان و تیم او می خواستند بیشتر بدانند ، زیرا به نظر می رسید که این لایه ، که به عنوان لایه آئروسل تروپوسفریک آسیایی (ATAL) شناخته می شود ، یک اثر مهم و تشخیص داده نشده بر آب و هوای سیاره ما داشته باشد. آئروسل ها معمولاً نور خورشید را منعکس می کنند و به عنوان دانه های مهم ابر نیز شناخته می شوند. بنابراین انتظار می رفت که ATAL بتواند برخی از اثرات خنک کننده منطقه ای را فراهم کند – اما مشخص نیست که چقدر قابل توجه است

جنبه دیگری در رمز و راز داشت. هوا در این ارتفاع ، بالاتر از سیستم موسمی خشمگین زیر ، بسیار پایدار است و به ذرات آئروسل زمان کافی می دهد تا به عنوان سطوحی عمل کنند که واکنشهای شیمیایی غیرمعمول روی آنها رخ دهد. این می تواند تعدادی از آلاینده ها ایجاد کند که می توانند به طور گسترده ای در جو پخش شوند. اما هیچ کس تصوری از این شیمی نداشت.

این همان چیزی است که پروفسور بورمان و تیمش را در ژوئیه 2017 به فرودگاه کاتماندو آورد: برای فهمیدن آنچه در این ATAL مرموز به عنوان بخشی از پروژه EXCATRO آنها اتفاق می افتد. آنها حدود ساعت 6:30 صبح وارد ورودی پشتی شدند که توسط چند سرباز اداره می شد و نام آنها را از طریق یک لیست دست نویس بررسی می کردند. سپس آنها را به یک آشیانه بزرگ منتقل کردند. در داخل آن یک هواپیمای تحقیقاتی ویژه و تعدادی نیمکت حاوی ابزار علمی وجود داشت – نه تنها اعضای تیم پروفسور بورمن ، بلکه آنهایی که متعلق به 15 تیم دیگر از سراسر جهان بودند. پروفسور بورمن گفت: “این هرج و مرج است.” “کابل ها و ابزارها در همه جا.”

کاتماندو

پروفسور بورمان و تیمش حدود 11 ابزار مختلف را تهیه و تنظیم می کنند. اما ارزشمندترین قسمتهای آنها دو طیف سنج جرمی کاملاً حساس هستند ، ابزاری که ردپای گازها را بر اساس جرم آنها ساطع می کند و اندازه گیری می کند. برای بررسی و کالیبراسیون ابزارها و اتصال آنها به قسمت خارجی هواپیما از جمله زیر بالها ، چندین ساعت طول می کشد تا هوا جریان داشته باشد. سپس ، چون در نزدیکی آشیانه فضای کافی برای تراکتور وجود نداشت ، حدود 20 محقق هواپیما را هل دادند ، جایی که خلبان روسی ، تنها شخصی که می توانست سوار شود ، می تواند موتورهای خود را روشن کند.

تعداد کمی هواپیما می تواند به بلندی این M-55 ژئوفیزیک روسی پرواز کند. پروازهای تجاری در ارتفاع حدود 11 کیلومتری حرکت می کنند اما این هواپیما می تواند به بیش از 20 کیلومتر برسد. خلبانان باید در هواپیمای تک صندلی از لباس فشار استفاده کنند. سازماندهی پروازها در منطقه ای از تنش سیاسی پیچیده بود. پروفسور بورمان می گوید که برای رسیدن به توافق در مورد خلبانی هواپیما در نپال و حریم هوایی هند چهار سال دیپلماسی سطح بالا به طول انجامیده است.

پس از حضور ، ابزارها باید به طور خودکار کار کنند ، و پروفسور بورمان یا دیگران نمی توانند کاری انجام دهند – به جز نگرانی. او می گوید درجه حرارت آنجا 85- استاوهC و بنابراین ابزار تحت استرس باورنکردنی هستند. پرواز از طریق ابرها نیز می تواند بسیار خشن شود. وی گفت: “یک میلیون چیز کوچک وجود دارد که می تواند باعث شکست شود.”

ماموریت رمزگشایی یک لایه آئروسل مرموز بر روی ابرهای موسمی هیمالیا

یک M-55 Geophysica روسی بازسازی شده ، مجهز به ابزار علمی ، داده های زمان واقعی را از لایه آئروسل آسیایی تروپوسفر فراهم می کند. اعتبار: S. Borrmann

یک تلفن ماهواره ای در هواپیما پیام های اس ام اس را به زمین ارسال می کند که نشان دهنده وضعیت ابزارها است. محققان در آشیانه می نشینند و به تماشای به روزرسانی ها در صفحه بزرگ می نشینند. همه چیز بیشتر ساکت است. چندین بار ، پروفسور بورمن می گوید ، این ابزار خراب شد ، بنابراین او یک پیام کوتاه با دستورالعمل برای خاموش و روشن کردن آن ارسال کرد. خوشبختانه ، این کار می کند.

اواخر بعد از ظهر هواپیما به زمین نشست و خلبان 20 دقیقه به زبان روسی اشاره کرد (که پروفسور بورمان در مورد آن کمی صحبت کرد). درک مسیر دقیق پرواز که ابزارها داده های خود را دریافت می کنند مهم است تا شیمی لایه آئروسل از نظر فضایی قابل درک باشد. سپس مشکل ابزار تخلیه و بارگیری داده ها وجود دارد.

در آن لحظه ، روزی پروفسور بورمان لحظه ای داشت که گفت هرگز فراموش نمی کنم. وی گفت: “از روی ردپای زمان ، خط آبی را نشان می داد كه نیترات ها را نشان می دهد كه بالا و پایین می روند.” سپس مشخص شد که ATAL عمدتا از نمک های نیترات تشکیل شده است و بعداً این تیم این موضوع را به عنوان نیترات آمونیوم تأیید کرد. “برای چند دقیقه من تنها دانشمندی در جهان بودم که پاسخ این رمز و راز بزرگ را می دانستم.”

آلودگی آمونیاک

جای تعجب نیست که آمونیاک مقصر اصلی ATAL بود. شمال شبه قاره هند یکی از نقاط مهم آلودگی آمونیاک در جهان شناخته شده است زیرا کودهای زیادی در آنجا تولید و استفاده می شود. این فعالیت ها آمونیاک را در هوا آزاد می کند ، که پس از آن می تواند با اکسیدهای نیتروژن و اکسیدهای گوگرد واکنش داده و باعث تشکیل آئروسل شود. چندین زمینه تحقیقاتی با یک بالون نکات مقدماتی را در مورد حضور وی در سال 2018 بیان کرده است. پروفسور بورمان و همکارانش این موضوع را اثبات کردند و جزئیات زیادی در مورد توزیع و غلظت آئروسل های نیترات ارائه دادند.

اندکی پس از شروع کار سنجش پرواز ، پروفسور بورمان گفت که چندین پیام به یاد ماندنی دریافت کرده است. وی گفت: “بعد از دو یا سه پرواز ، ایمیل هایی از همكاران ناسا دریافت کردیم.” “و آنها اساساً گفتند ،” ما در حال مشاهده هواپیمای شما هستیم که روی رادار ما پرواز می کند. ” چه غلطی داری میکنی؟ “‘

شاید تعجبی نداشته باشد که ناسا یک هواپیمای روسی با ارتفاع زیاد را در نظر بگیرد.

با این حال ، این تبادل منجر به مرحله بعدی کار پروفسور بورمان شد. این برنامه با همکاری ناسا توسعه این است که چه نوع شیمیایی بعد از آن در لایه آئروسل اتفاق می افتد و چگونه می تواند بر آب و هوا تأثیر بگذارد. چند هفته پس از پایان مونسون تابستانی ، لایه آئروسل مجبور به گذراندن دوره شیمی شد و شروع به پراکندگی و عقب نشینی کرد. پروفسور بورمان و تیم برنامه ریزی کردند که یک پرواز برای پروازهای هواپیماهای تحقیقاتی آمریکایی بر فراز ژاپن در زمان دقیق سال از سال 2020 انجام شود تا اندازه گیری های بیشتری انجام شود. این امر به دلیل همه گیری ویروس کرونا لغو شد و پروازهای مشابه از کره جنوبی در حال حاضر برای سال 2021 برنامه ریزی شده است. پروفسور بورمان گفت: “ما می خواهیم ببینیم که این ذرات با افزایش سن چه اتفاقی می افتد.”


ترکیب شیمیایی آئروسل های خرج شده هواپیما مورد مطالعه


تهیه شده توسط Horizon: مجله تحقیقات و نوآوری اتحادیه اروپا

نقل قول: ماموریت رمزگشایی لایه مرموز آئروسل بر روی ابرهای موسمی هیمالیا (2020 ، 19 نوامبر) در 19 نوامبر سال 2020 از https://phys.org/news/2020-11-mission-decipher-mysterious-aerosol بازیابی شد -layer.html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هر معامله عادلانه ای به منظور معاینه خصوصی یا تحقیق ، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تولید نیست. این محتوا فقط برای اطلاع رسانی ارائه شده است.




منبع: moshaverh-news.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*