Инфракрасный зонд атмосферы
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( август 2013 г. ) |
Инфракрасный зонд атмосферы ( AIRS НАСА « ) — один из шести приборов, установленных на борту спутника Аква» , запущенного 4 мая 2002 года. Прибор предназначен для поддержки исследований климата и улучшения прогнозирования погоды . [1]
Работая в сочетании со своим партнером по микроволновому прибору, усовершенствованному микроволновому зондирующему устройству (AMSU-A), AIRS наблюдает за глобальными водными и энергетическими циклами, изменениями и тенденциями климата , а также реакцией климатической системы на увеличение выбросов парниковых газов . AIRS использует инфракрасную технологию для создания трехмерных карт температуры воздуха и поверхности, водяного пара и свойств облаков. AIRS также может измерять следы парниковых газов, таких как озон , окись углерода , диоксид углерода и метан .
AIRS и AMSU-A делят спутник Aqua со спектрорадиометром визуализации среднего разрешения ( MODIS ), системой облаков и лучистой энергии Земли (CERES) и усовершенствованным микроволновым сканирующим радиометром-EOS (AMSR-E). «Аква» является частью « А-поезда » НАСА — серии солнечно-синхронных спутников с высоким наклонением на низкой околоземной орбите, предназначенных для проведения долгосрочных глобальных наблюдений за поверхностью суши, биосферой , твердой Землей, атмосферой и океаном. [2]
Данные AIRS бесплатны и доступны общественности через Центр информации и услуг данных наук о Земле имени Годдарда. [3] НАСА Лаборатория реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния, управляет системой AIRS для Управления научных миссий в Вашингтоне, округ Колумбия.
Технология
[ редактировать ]Термин «эхолот» в названии AIRS относится к тому факту, что прибор измеряет температуру и водяной пар в зависимости от высоты ( атмосферное зондирование ).
AIRS измеряет яркость инфракрасного излучения, исходящего от поверхности Земли и из атмосферы. Его сканирующее зеркало вращается вокруг оси вдоль линии полета и направляет инфракрасную энергию от Земли в прибор. По мере движения космического корабля это зеркало осматривает землю, создавая полосу сканирования, которая простирается примерно на 800 километров по обе стороны от наземной траектории . Внутри прибора современный спектрометр высокого разрешения разделяет инфракрасную энергию на длины волн .
Каждая длина инфракрасной волны чувствительна к температуре и водяному пару в диапазоне высот в атмосфере , от поверхности до стратосферы . Имея несколько инфракрасных детекторов, каждый из которых измеряет определенную длину волны, температурный профиль или зондирование атмосферы. В то время как предыдущие космические приборы имели только 15 детекторов, AIRS имеет 2378. Это значительно повышает точность, делая ее сравнимой с измерениями, выполняемыми метеозондами .
Густые облака действуют как стена для инфракрасной энергии, измеряемой AIRS. Однако микроволновые приборы на борту «Аква» могут видеть сквозь облака с ограниченной точностью. Используя специальный компьютерный алгоритм , данные AIRS и микроволновых приборов объединяются для обеспечения высокоточных измерений при любых облачных условиях, в результате чего получается ежедневный глобальный снимок состояния атмосферы. [4]
AIRS Наука и приложения
[ редактировать ]AIRS и сопутствующий ему микроволновый зонд AMSU наблюдают за всем столбом атмосферы от поверхности Земли до верхних слоев атмосферы. Первичные данные, которые они возвращают, — это инфракрасный спектр на 2378 отдельных частотах. Инфракрасный спектр богат информацией о многочисленных газах в атмосфере.
Основным научным достижением AIRS стало улучшение прогнозов погоды и предоставление новой информации о водном и энергетическом цикле. Инструмент также дает информацию о нескольких важных парниковых газах .
Прогноз погоды и климата
Данные AIRS используются центрами прогнозирования погоды по всему миру. Включив измерения AIRS в свои модели , синоптики смогли расширить надежные среднесрочные прогнозы погоды более чем на шесть часов. [5] Данные AIRS также улучшили прогнозы местоположения и силы прогнозируемых штормов.
Профили температуры и водяного пара AIRS доступны в режиме реального времени региональным синоптикам, обеспечивая измерения погоды дважды в день для всего Тихого океана: утром и вечером.
Измерения AIRS формируют «отпечаток пальца» состояния атмосферы в определенное время и в определенном месте, который можно использовать в качестве записи климатических данных для будущих поколений. Они стали важными инструментами для понимания текущего климата и повышения способности прогнозировать будущее.
Состав атмосферы, парниковые газы и качество воздуха
AIRS отображает концентрацию углекислого газа и метана во всем мире. Его способность обеспечивать одновременные наблюдения за температурой атмосферы Земли, водяным паром, температурой поверхности океана, температурой поверхности суши и инфракрасным спектральным коэффициентом излучения, а также влажностью, облаками и распределением парниковых газов, делает AIRS/AMSU очень полезным космическим инструментом. наблюдать и изучать реакцию атмосферы на увеличение выбросов парниковых газов.
Прибор может обнаруживать выбросы угарного газа в результате сжигания людьми растительных материалов и отходов животноводства в тропических лесах и крупных городах. Он может следовать за гигантскими шлейфами этого газа, движущимися по планете от этих крупных ожогов, что позволяет ученым лучше отслеживать закономерности переноса загрязнений.
AIRS предоставляет глобальное ежедневное трехмерное изображение озонового слоя Земли , показывающее, как переносится озон. Прибор также дает ученым лучшее представление об атмосферном озоне в антарктическом регионе во время полярной зимы.
AIRS также способна определять концентрации диоксида серы и пыли. [6]
Ссылки
[ редактировать ]
В этой статье использованы общедоступные материалы из Как работает Эйрс . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства . (и другие статьи).
- ^ «Цели миссии AIRS» . НАСА/Лаборатория реактивного движения. Архивировано из оригинала 16 февраля 2013 года.
- ^ «Аква и поезд А» . НАСА. 13 февраля 2015 г.
- ^ «Центр данных и информационных услуг НАСА имени Годдарда в области наук о Земле» . НАСА/GSFC.
- ^ «Как работает АИРС» . НАСА/Лаборатория реактивного движения. Архивировано из оригинала 22 октября 2008 года.
- ^ «НАСА/НОАА объявляют о значительных улучшениях в области прогнозирования погоды» . НАСА/Лаборатория реактивного движения. Архивировано из оригинала 16 сентября 2008 года . Проверено 25 октября 2008 г.
- ^ «Новые данные НАСА AIRS для помощи в исследованиях погоды и климата» . НАСА/Лаборатория реактивного движения.