رسم خرائط للمساحة السحيقة لارتفاع الغبار الصحراوي

يمكن أن يرتفع الغبار والرمال من صحراء الصحراء في الغلاف الجوي للأرض والسفر على بعد آلاف الأميال عبر المحيط الأطلسي ، حيث يصل إلى أماكن بعيدة مثل الولايات المتحدة والقطب الشمالي. يؤثر حطام الصحراء الجوي على النظم الإيكولوجية وأنظمة الطقس وحتى جودة الهواء.

لماذا ارتفاع الغبار مهم

إن فهم مدى ارتفاع الغبار الصحراوي في الجو أمر مهم لتقييم تأثيره على التنبؤ بالطقس ونمذجة المناخ. يمكن أن تنتشر جزيئات الغبار في الهواء وتمتص أشعة الشمس ، مما يؤثر على ملامح درجة حرارة الغلاف الجوي وتكوين السحابة.

ليس فقط المدى الجغرافي للغبار في الجو المهم لفهمه لنمذجة المناخ. يؤثر التوزيع الرأسي للغبار في الغلاف الجوي على مقدار امتصاص إشعاع الشمس أو انعكاسه ، والمعروف باسم “التوازن الإشعاعي” للأرض.

قيود المستشعرات النشطة في قياس ارتفاع الغبار في الغلاف الجوي

الاستشعار التاريخي عن بُعد والقياسات القائمة على Lidar لارتفاع الغبار العمودي لها حدودها. إن أجهزة الاستشعار النشطة ، مثل Calipso (Cloud-Aerosol Lidar و Ontrared Pathfinder Satellite) ، تقتصر القطط القطط القطط الدولية القائمة على المحطة الفضائية (نظام النقل السحابي-أيروسول) في نطاقها الجغرافي ومدى تواتر هذه المستشعرات التي تجمع البيانات. على سبيل المثال ، أشار الباحثون من ناسا إلى أن Calipso كان قادرًا على قياس 0.2 ٪ من الجو في عام 2023.

باستخدام الاستشعار عن بعد السلبي لقياس الغبار في الغلاف الجوي

نظرت دراسة نشرت في رسائل البحوث الجيوفيزيائية في موثوقية استخدام الاستشعار عن بعد السلبي على متن قمر الصناعي DSCOVR (مرصد المناخ في الفضاء العميق). استخدم الباحثون أربع سنوات من القياسات من كاميرا التصوير متعدد الألوان الأرض (EPIC) لحساب متوسط ​​الارتفاعات الشهرية لسحب الغبار الصحراوي.

تم إطلاق DSCOVR في عام 2015 ، يدور حول مليون ميل من الأرض في Lagrange-1 Point (L1). L1 هي النقطة بين الأرض والشمس حيث يلغي السحب الجاذبية لهاتين الجسمين الكواكب (المعروف باسم نقطة الجاذبية المحايدة). من هذا الموقف ، فإن Epic قادرة على الشعور بالظروف عن بعد في الجو على المحيط الأطلسي كل ساعة إلى ساعتين.

استخرج باحثون من جامعة أيوا ظروف الغبار العمودي من خلال تطوير خوارزمية قامت بتحليل البيانات التي تم جمعها بواسطة نطاقات الأكسجين A و B من Epic. على مدار فترة أربع سنوات (2015-2019) تم جمع متوسط ​​قياسات الغبار في الغلاف الجوي الرأسي لموظمين منفصلين: موسم الرطب (مايو-أكتوبر) وموسم الجفاف (نوفمبر إلى أبريل). وجدت الدراسة أنه خلال الموسم الرطب ، يخلق التسخين الشمسي الطفو الحراري الذي يرفع الغبار أعلى في الجو مقارنة بموسم الجفاف.

باستخدام كل من الاستشعار النشط والسلبي لقياس الغبار الجوي

على النقيض من ذلك ، لا يلتقط نموذجان يستخدمان على نطاق واسع (Merra-2 و Naaps-RA) هذا النمط اليومي في ارتفاع الغبار. تشير هذه النتائج إلى أن قياسات Epic المتعددة كل يوم يمكن أن تساعد في تحسين النماذج الجوية حتى يتمكنوا من تمثيل كيفية تحرك الغبار لأعلى ولأسفل في الجو على مدار اليوم. يمكن أن يساعد الجمع بين الاستشعار النشط والسلبي للباحثين على فهم أفضل لكيفية تختلف الغبار والجزيئات المحمولة جواً بمرور الوقت.

مراجع

Lu ، Z. ، Wang ، J. ، Chen ، X. ، Zeng ، J. ، Wang ، Y. ، Xu ، X. ، … & Xian ، P. (2023). أول رسم خرائط لعلم المناخ الشهري والهاريبي لارتفاع طبقة الغبار الصحراوية فوق المحيط الأطلسي من Epic/DSCOVR في الفضاء السحيق. رسائل البحوث الجيوفيزيائيةو 50(5) ، E2022GL102552.

Voiland ، A. (2025 ، 11 فبراير). دفعة يومية في ارتفاع الغبار. ناسا مرصد الأرض.

Xu ، X. ، Wang ، J. ، Wang ، Y. ، Zeng ، J. ، Torres ، O. ، Yang ، Y. ، … & Miller ، S. (2017). استشعار عن بعد السلبي للارتفاع والعمق البصري لأعمدة الغبار باستخدام نطاقات الأكسجين A و B: النتائج الأولى من Epic/DSCOVR في Lagrange – 1 Point. رسائل البحوث الجيوفيزيائيةو 44(14) ، 7544-7554.