Družice EarthCARE sice zatím není v plném provozu, ale už nyní nám poskytuje kvalitní náznaky, na co se můžeme těšit, až bude její fáze vstupu do provozu ukončena. Na Zemi dorazily třeba první snímky z širokopásmového radiometru. Tyto prvotní snímky nabízejí lákavý pohled na složitost energetické rovnováhy naší planety – křehké rovnováhy, která řídí naše klima. Zemská energetická bilance je rozdílem mezi množstvím energie, které naše planeta přijme od Slunce ve formě jeho záření a termálním vyzařováním, které Země uvolňuje do svého okolí. Tato rovnováha je ovlivňována mnoha faktory včetně oblačnosti, aerosolů a skleníkových plynů a je důležitá pro udržení relativně stabilních teplot.

Ačkoliv už vědci vědí, že lidská činnost zvyšuje koncentraci skleníkových plynů v atmosféře, aerosoly se také dostávají do atmosféry z průmyslových podniků, dopravy, zemědělství, ale i z přirozených zdrojů. Globální teploty rostou, takže porozumění a sledování energetické rovnováhy je klíčové pro studium a řešení problémů spojených s klimatem. Právě proto evropská agentura ESA ve spolupráci s japonskou agenturou JAXA postavila družici EarthCARE. Ta byla navržena, aby měřila různé aspekty naší atmosféry a pomohla tak vědcům lépe porozumět tomu, jak mraky a aerosoly odrážejí přicházející sluneční záření zpět do vesmíru a naopak jak zachytávají ze Země vycházející infračervené záření.

Princip fungování širokopásmového radiometru družice EarthCARE.
Zdroj: https://www.esa.int/

Tyto informace jsou nezbytné k pochopení změny klimatu a k předvídání tempa, s jakým by mraky a aerosoly mohly ztratit aktuální celkově ochlazující efekt. Ačkoliv družice odstartovala před měsícem a pár týdny, EarthCARE už poslala třeba první data ze svého radaru pro sledování profilů oblačnosti. A nyní své mimořádné schopnosti prokázal také širokopásmový radiometr. „Samozřejmě jsme nikdy nepochybovali o potenciálu širokopásmového radiometru, ale tady můžeme vidět, že i v tak časné fázi mise, si přístroj vede velmi dobře a dodává úžasná data,“ rozplývala se Simonetta Cheli, ředitelka Programů pro pozorování Země agentury ESA a dodala: „Každý z přístrojů na palubě družice má mimořádně důležitou roli. Když budou všechny harmonicky spolupracovat a družice projde fází uvádění do provozu, pak se vědecká komunita i meteorologové předpovídající počasí dočkají mocného nástroje, které posune naše chápání energetické bilance Země, ale i naše znalosti o klimatu a zlepší předpovědi počasí.“

První data ze širokopásmového radiometru družice EarthCARE.
Zdroj: https://www.esa.int/

Širokopásmový radiometr měří  radiační toky v horní části zemské atmosféry. S tím, jak se družice pohybuje po oběžné dráze, může tento přístroj využít své jedinečné schopnosti snímat souběžně tři různé pohledy na zemskou atmosféru. Tyto informace umožní vědcům přesně změřit, kolik energie přicházející od Slunce je odraženo zpět do vesmíru a kolik tepelné energie je ve stejnou chvíli vyzářeno zemským povrchem. Tři úhly pohledu širokopásmového radiometru (jeden kouká přímo pod družici, jeden směřuje vpřed v dráze letu a jeden kouká dozadu) jsou klíčem k zachycení systematických trojrozměrných pohledů jak na odražené, tak i vydávané záření. Srovnání těchto údajů se zářením vypočteným na základě kombinovaných měření z ostatních přístrojů družice významně zlepší naše chápání interakcí mezi aerosoly, mraky a zářením.

Vpravo přiložený snímek byl pořízen 18. června, jen pár hodin poté, co širokopásmový radiometr zahájil svá měření. Na obrázku vidíme úrovně jasu z pohledu vpřed v dráze letu družice nad západním Středomořím, přibližně 1300 km pruh táhnoucí se od severního Španělska k Alžírsku. Jas udává, jak velké množství slunečního záření se odráží zpět do vesmíru. Například bílé jasné mraky odrážejí hodně slunečního záření (na obrázku červená barva), zatímco moře odráží k družici jen málo slunečního záření a je tedy tmavé (na obrázku modrá barva). Zatímco data ukazují jasný přechod mezi španělským pobřežím a Středozemním mořem, nad samotným mořem je jen málo rozdílů. Přechod z tmavých do světlých barev nad alžírským pobřežím je způsoben přítomností aerosolů a jemné oblačnosti.

tři úhly pohledu širokopásmového radiometru družice EarthCARE při pohledu na oblačnost nad pohořím Atlas.
Zdroj: https://www.esa.int/

Výše vložený obrázek představuje detailnější pohled na oblast pohoří Atlas, kde se bouřkové mraky zvedaly až do výšky 10 kilometrů. Tři různé úhly pohledu širokopásmového radiometru zachytily oblačnost z lehce odlišných pozicích. To můžeme dobře vidět podle zdánlivé pozice stínů mraků oproti samotným mrakům. Na pohledu vpřed jsou na sever od mraků, při pohledu shora jsou na východ a při pohledu zpět jsou na jih. Kombinace pozorovacích úhlů je velkou předností tohoto přístroje. Jediný pohled by nedokázal plně odhalit sluneční světlo, nebo tepelné záření odražené, či vyzařované mraky a dalšími útvary. Pohledy z více úhlů sbírají informace o směrové distribuci energie, která je vidět v horních vrstvách atmosféry. To, že vědci budou mít tyto trojrozměrné pohledy globálně z celé planety (společně s dalšími 3D daty z dalších přístrojů na EarthCARE – radaru pro profilování oblačnosti, atmosférického lidaru a multispektrálního snímače), je klíčem k posunu věd o klimatu.

Přeloženo z:
https://www.esa.int/

Zdroje obrázků:
https://www.esa.int/…/25396353-1-eng-GB/EarthCARE_in_detail.png
https://www.esa.int/…/EarthCARE_s_broadband_radiometer.png
https://www.esa.int/…/EarthCARE_s_broadband_radiometer_first_results.jpg
https://www.esa.int/…/Zooming_into_EarthCARE_s_broadband_radiometer_first_results.jpg