Evropsko-japonská družice EarthCARE, která byla vypuštěna v květnu, již přinesla první snímky ze tří svých vědeckých přístrojů. Nyní je v centru pozornosti atmosférický lidar, nejpokročilejší ze čtyř palubních přístrojů družice. Jeho špičkový senzor dokázal podrobně zachytit vertikální profily aerosolů ve 20 kilometrů vysokém sloupci atmosféry. Tyto malé částice a kapičky pocházejí jednak z přírodních zdrojů (lesní požáry, prach, mořský příboj), tak i z lidské činnosti (průmyslové emise, či spalování dřeva. Vydáváním pulsů ultrafialového záření a analýzou odražených signálů tento jedinečný lidar měří distribuci a vlastnosti aerosolů a oblačnosti. Sleduje jejich výšku, mocnost, optické vlastnosti i fyzikální charakteristiky.

To, že lidar spolupracuje s dalšími třemi palubními přístroji, je klíčové pro porozumění role aerosolů a oblaků v pozemské energetické bilanci. Zejména atmosférický lidar dodá důležité vstupní údaje pro zlepšení předpovědi ovzduší. První přiložený obrázek zobrazuje data, která atmosférický lidar pořídil 2. srpna. Na obrázku vidíme profily polárních stratosférických oblaků nad Antarktidou. Šedý pruh ve spodní části, který je zobrazen na všech snímcích, je odpovídající oblast zachycená v infračervené oblasti multispektrálním zobrazovacím přístrojem družice EarthCARE, který dává přirozený vizuální kontext všem datům z přístrojů.

Polární stratosférická oblaka jsou důležitým faktorem v procesu úbytku stratosférického ozonu během zimy a jara. Tyto mraky slouží jako prostředí vhodné pro chemické reakce vytvářející volné radikály chloru, které aktivně ničí molekuly ozonu ve stratosféře. Tento proces je klíčovým faktorem ve vzniku nechvalně známé ozonové díry nad Antarktidou. Roztřepený okraj oblaků v pravé části středu snímku způsobily gravitační vlny. V tomto případě se tak označuje jev, který vzniká, když je vzduch tlačen vzhůru do vrstvy stabilního vzduchu a gravitace jej stahuje zpět, což vytváří zvlněný efekt podobný vlnám v oceánu. Tyto vlny přenášejí energii a hybnost z nižších vrstev atmosféry do těch vyšších, ovlivňují vzorce počasí, obecnou cirkulaci v atmosféře a mají vliv na vznik polárních stratosférických oblaků.

Druhý obrázek byl vytvořen z dat nasbíraných 4. srpna nad Severní Amerikou. Zde je dobře vidět přítomnost tropické bouře Debby nad Mexickým zálivem, ale i velká konvektivní oblačnost více na sever. Vzhledem k tomu, že tyto mraky jsou opticky velmi husté, jak je patrné z informací multispektrální kamery, zachycuje lidar detaily vrcholků mraků, ale nevidí pod ně. V centrální části profilu je navíc patrná nápadná červená vrstva aerosolů. Tyto aerosoly přinesl vítr z lesních požárů, které hoří již několik týdnů v několika oblastech Kanady. Kouř z lesních požárů hraje komplexní roli ve změně klimatu – ať už dlouhodobě, či okamžitě. Jejich vlivem může docházet k narušení vzorců počasí, docházet k urychlení globálního oteplování, ale mohou mít i dopad na kvalitu ovzduší, když se nachází blízko povrchu. Pod touto hustou vrstvou kouře leží více rozptýlená koncentrace aerosolů, které pocházejí z různých zdrojů.

Ze třetího obrázku, vytvořeného z dat nasbíraných 3. srpna nad středním Atlantikem, je možné vyčíst mimořádně mnoho informací. Objevují se cirrusy ve velkých výškách, hluboké konvekční mraky a nízké řídké mraky. Jsou zde také dva různé typy aerosolů: mořské aerosoly, které zahrnují slaný aerosol z oceánu, a silná vrstva prachu z africké Sahary. Porozumění komplexním vztahům těchto mraků a aerosolů v tropech je nezbytné k pochopení zemského klimatu a jeho změny.

Poslední obrázek ze 2. srpna zachycuje stav nad pruhem Afriky. Kromě vysokých konvekčních oblaků je zde nejvýraznějším útvarem velmi hustá vrstva aerosolů ze spalování biomasy, což je v této části roku běžná událost na velkých plochách kontinentu. Tyto požáry jsou povětšinou zakládány za účelem odstranění lesa, či loňských plodin a uvolňují tak místo pro vyčištěnou zemědělskou půdu.

„Po prvních snímcích z ostatních tří přístrojů družice EarthCARE se nyní můžeme podívat, jak dobře funguje atmosférický lidar. Tyto profily z atmosférického lidaru vyšly přesně podle našich předpokladů, poté co přístroj prošel rutinním procesem dekontaminace a kalibrace,“ říká Simonetta Cheli, ředitelka programů agentury ESA pro pozorování Země a dodává: „Atmosférický lidar nám přináší úplně nový vhled do vertikální distribuce oblačnosti i aerosolů. Společně s dalšími přístroji nás navádí vstříc sběru nových vědeckých poznání o energetické rovnováze Země.“ V rámci probíhajícího procesu ověření přístrojů družice EarthCARE je nyní v plném proudu rozsáhlá kampaň.

V rámci mezinárodní kampaně ORCESTRA je kombinováno osm různých dílčích kampaní, v rámci kterých se provádějí měření z letadel, lodí a pozemních přístrojů, aby bylo možné je porovnat s měřeními z EarthCARE. Řada měření je pečlivě načasována tak, aby se uskutečnila ve stejnou dobu, kdy EarthCARE prolétá nad Zemí. Kromě toho je tu kampaň NASA nazvaná ARCSIX, v rámci které letadla prolétávají pod EarthCARE a provádějí měření s pomocí svého lidaru a multispektrální zobrazovací kamery.

Přeloženo z:
https://www.esa.int/

Zdroje obrázků:
https://earth.esa.int/eogateway/documents/20142/1899021/EarthCARE-mission-1920×1080.jpg/
https://www.esa.int/…/Stratospheric_clouds_and_gravity_waves_over_Antarctica.jpg
https://www.esa.int/…/Aerosols_and_storms_over_North_America.jpg
https://www.esa.int/…/Different_aerosols_and_clouds_over_the_Atlantic.jpg
https://www.esa.int/…/26281655-1-eng-GB/Aerosols_over_Africa.jpg