关于NASA的新矿物尘埃探测器，你需要知道的5件事

关于NASA的新矿物尘埃探测器，你需要知道的5件事

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在这张由Suomi NPP卫星于2018年7月拍摄的图像中，阿拉伯半岛上空盘旋着尘埃。美NASA即将进行的地球表面矿物尘埃源调查（EMIT）将帮助科学家们更好地了解空气中的尘埃在加热和冷却大气中的作用。 影像来源：NASA Earth Observatory 名为EMIT的地球表面矿物尘埃源调查将分析从干燥地区穿过大气层的尘埃，以了解其对地球的影响。 每年，强风将来自地球沙漠和其他干旱地区的10亿吨（相当于10000艘航空母舰的重量）矿物尘埃带入大气层。虽然科学家知道尘埃会影响环境和气候，但他们没有足够的数据来详细确定这些影响是什么，或者将来可能是什么——至少现在还没有。 6月9日，NASA向国际空间站发射的地球表面矿物尘埃源调查（EMIT）仪器，将有助于填补这些知识空白。EMIT最先进的成像光谱仪由该机构位于南加州的喷气推进实验室开发，将在一年内收集全球超过10亿个尘埃源成分测量数据，从而将使科学家们对灰尘在整个地球系统中的影响的理解大大提高。 以下是关于EMIT需要了解的5件事: 1、它将识别来自地球干旱地区的矿物尘埃的组成。 沙漠地区产生了大部分进入大气的矿物尘埃。此外，这些地方非常偏远，科学家们很难在这些广阔的地区手工收集土壤和尘埃样本。 从其位于空间站的位置，EMIT将绘制出世界矿物尘埃源地区的地图。成像光谱仪还将首次提供全球尘埃源的颜色和组成信息。这些数据将有助于科学家了解每个地区的主要尘埃种类，并进一步了解尘埃对当今和未来气候和地球系统的影响。 利用JPL开发的图像光谱仪技术，EMIT将绘制出地球产尘区矿物的表面组成图，帮助气候科学家更好地了解空气中尘埃粒子在加热和冷却地球大气层中的影响。 影像来源：NASA/JPL-Caltech 2、它将阐明矿物尘埃是加热还是冷却地球。 目前，科学家们不知道矿物尘埃是否会对地球产生累积的加热或冷却效应。那是因为大气中的尘埃颗粒具有不同的特性。例如，一些颗粒可能是深红色的，而另一些可能是白色的。 尘埃颗粒的颜色非常重要，，因为它决定了尘埃是像深色矿物那样吸收太阳能量，还是像浅色矿物那样反射太阳能量。如果更多的尘埃吸收太阳的能量太阳的能量，那么尘埃将使地球变暖，反之亦然。 EMIT将提供一个详细的图片，说明有多少尘埃来自深色矿物和浅色矿物。这一信息将使科学家能够确定尘埃对地球的整体、区域和局部是升温还是降温。 3、它将帮助科学家了解尘埃如何影响不同的地球进程 NASA和JPL的官员监督EMIT科学仪器的振动测试，包括其望远镜和成像光谱仪。 影像来源：NASA/JPL-Caltech 矿物尘埃颗粒的颜色各不相同，因为它们由不同的物质组成。例如，深红色矿物尘埃的颜色来自铁。尘埃粒子的组成影响着它们与地球许多自然过程的相互作用。 例如，矿物尘埃在云的形成和大气化学中起着重要作用。当矿物尘埃沉积在海洋或森林中时，它可以为生长提供养分，就像肥料一样。当它落在雪或冰上时，尘埃加速融化，导致更多的水流失。对人类来说，矿物尘埃吸入后会对健康造成危害。 EMIT将收集10种重要尘埃的信息，包括含有氧化铁、粘土和碳酸盐的尘埃。有了这些数据，科学家将能够准确评估矿物尘埃对不同生态系统和过程的影响。 4、它的数据将提高气候模型的准确性。 由于缺乏更具体的数据，科学家们目前在气候模型中把矿物尘埃的特征描述为黄色——黑暗和光明的一般平均值。正因为如此，矿物尘埃可能对气候的影响——以及气候可能对矿物尘埃的影响——并没有在计算机模型中得到很好的体现。 EMIT收集的颜色和组成信息将改变这一点。当纳入仪器的数据后，气候模型的准确性有望提高。 5、它将帮助科学家预测未来的气候情景将如何影响我们大气中尘埃的类型和数量。 随着全球气温的上升，干旱地区可能会变得更加干旱，可能导致更大（和更多尘埃）的沙漠。这种情况会在多大程度上发生取决于几个因素，包括气温上升多少，土地利用如何变化，以及降雨趋势如何变化。 通过将EMIT的全球尘埃源组成数据纳入模型和预测，科学家将更好地了解干旱地区的尘埃数量和组成在不同气候和土地利用情景下可能发生的变化。他们还将更好地了解这些变化如何影响未来的气候。 关于任务的更多信息 NASA喷气推进实验室正在开发EMIT，该实验室由加利福尼亚州帕萨迪纳的加州理工学院为该机构管理。它将从佛罗里达州的肯尼迪航天中心发射到国际空间站，这是SpaceX公司为NASA执行的第25次商业补给服务任务。一旦EMIT开始运行，其数据将被交付给NASA陆地过程分布式活动存档中心（DAAC），供其他研究人员和公众使用。 如欲了解有关该任务的更多信息，请访问： https://earth.jpl.nasa.gov/emit/ 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/jpl/5-things-to-know-about-nasa-s-new-mineral-dust-detector

融化的永久冻土可能会将微生物和化学物质溶解到环境中

融化的永久冻土可能会将微生物和化学物质溶解到环境中

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永久冻土的融化会导致土地消失，如图所示，阿拉斯加德鲁角沿岸的部分海岸断崖已塌陷入海。 影像来源：本杰明·琼斯，美国地质勘探局 为了更全面地了解气候变化是如何影响地球上的冰冻地区，科学家们正在结合从空气、陆地和太空收集的数据。 被困在地球永久冻土层（至少会冻结两年的土地）中的是无数的温室气体、微生物和化学物质，包括现在被禁止的杀虫剂DDT。随着地球变暖，永久冻土正在以越来越快的速度融化，科学家们在试图确定永久冻土融化的潜在影响时面临着许多不确定性。 今年早些时候发表在《自然评论地球与环境》杂志上的一篇论文着眼于永久冻土研究的现状。除了强调关于永久冻土融化的结论外，这篇论文还关注了研究人员正在寻求如何解决围绕它的问题。 基础设施已经受到影响：永久冻土融化导致巨大的天坑、电线杆坍塌、道路和跑道受损以及树木倒塌。很难看清是什么被困在由土壤、冰和死有机物组成的永久冻土里。研究关注了DDT和微生物等化学物质如何从融化的永久冻土中释放出来，其中一些已经被冻结了数千年，甚至数百万年。 然后是融化的永久冻土对地球碳的影响：仅北极永久冻土就含有约17,000亿吨碳，包括甲烷和二氧化碳。这大约是2019年世界化石燃料排放量的51倍。冻结在永久冻土中的植物物质不会腐烂，但当永久冻土融化时，死去的植物材料中的微生物开始分解物质，将碳释放到大气中。 “目前的模型预测，未来一百年内，我们将看到一波碳从永久冻土释放到大气中，可能更早。”位于南加州的美国宇航局喷气推进实验室的气候研究员、该论文的主要作者金伯利·米纳说。但关键细节——如碳释放的数量、具体来源和持续时间——仍不清楚。 最坏的情况是，如果所有的二氧化碳和甲烷都在很短的时间（比如几年）内释放。另一种情况是碳将缓慢的释放。有了更多的信息，科学家们希望更好地了解这两种情况发生的可能性。 尽管这篇综述文章发现地球极地地区变暖最快，但关于增加的碳排放会如何导致北极地区更干燥或更潮湿的环境，目前尚无定论。更可以肯定的是，北极和南极的变化将波及低纬度地区。地球的极地有助于稳定地球的气候。它们有助于推动热量从赤道向高纬度地区转移，从而形成大气环流，为急流和其他洋流提供动力。一个温暖的、没有永久冻土的北极可能会对地球的天气和气候产生不可估量的影响。 综合方法 为了了解永久冻土融化的影响，越来越多的科学家正转向从地面、空中和太空进行的综合地球观测——这是论文中概述的技术。每种方法都有其优缺点。 例如，地面观测可以精确监测局部区域的变化，而机载和天基测量可以覆盖广阔的区域。地面和空中观测侧重于收集它们的具体时间，而卫星则不断地监测地球——尽管它们可能受到云层覆盖、一天中的时间或卫星任务最终结束等因素的限制。 他们希望通过结合多个平台进行观测，可以帮助科学家更全面地了解两极的变化，因为那里的永久冻土层融化得最快。 米诺正在与地面上的同事一起研究冻结在永久冻土中的微生物的特征，而其他人则在使用机载仪器测量甲烷等温室气体的排放。此外，机载和卫星任务可以帮助确定永久冻土冻土地区的排放热点。 还有一些卫星任务正在筹备中，这些任务将提供更高分辨率的碳排放数据。ESA（欧洲航天局）哥白尼高光谱成像任务将绘制土地覆盖变化图，并帮助监测土壤特性和水质。NASA的表面生物学和地质学（SBG）任务还将使用基于卫星的成像光谱来收集研究领域的数据，包括植物及其健康；与山体滑坡和火山爆发等事件相关的土地变化；以及雪和冰的积累、融化和亮度（与反射回太空的热量有关）。 SBG是NASA地球系统天文台未来几项地球科学任务之一的重点领域。这些卫星将一起提供从地球表面到大气层的三维整体视图。他们将提供有关气候变化、自然灾害、极端风暴、水资源可用性和农业等主题的信息。 ““每个人都在以最快的速度比赛，以了解极地发生了什么。”米诺说。“我们了解得越多，我们对未来的准备就越充分。” 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/jpl/thawing-permafrost-could-leach-microbes-chemicals-into-environment

2021年度灾难：回顾

2021年度灾难：回顾

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In 2021, Hurricane Ida left over 1 million people without power, tornadoes tore across the American Midwest, volcanoes forced people to evacuate their homes, wildfires covered the American West and unusual flooding wreaked havoc on Central Europe. 2021年，飓风艾达导致100多万人断电，龙卷风席卷美国中西部，火山爆发迫使人们撤离家园，野火覆盖美国西部，罕见的洪水对中欧造成严重破坏。 Some characteristics of natural hazards, such as hurricanes, floods and wildfires, have been historically predictable and have informed disaster preparation. However, with human emissions of greenhouse gases increasing Earth’s temperature, we’re seeing changes in those characteristics: wildfire and drought seasons are lengthening, hurricanes and rainfall are becoming more intense, and coastal flooding is increasing. 自然灾害的一些特征，如飓风、洪水和野火，在历史上是可以预测，并为备灾提供了信息。然而，随着人类排放的温室气体使地球温度升高，我们正在看到这些特征的变化：野火和干旱季节正在延长，飓风和降雨变得更加强烈，沿海洪水也正在增加。 By sponsoring application science and fostering domestic and international partnerships, the NASA Disasters program seeks to use its Earth observation data to enable disaster-resilient communities in a changing climate. 通过资助应用科学和培育国内和国际伙伴关系，NASA灾难项目寻求利用其地球观测数据，使社区能够在不断变化的气候中抵御灾害。 For details…

关于一对小型但功能强大的气象仪器，你需要了解的5件事

关于一对小型但功能强大的气象仪器，你需要了解的5件事

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COWVR和TEMPEST仪器被放在SpaceX龙货运飞船的后备箱中，用于2021年12月NASA向国际空间站的商业再补给任务。 影像来源：SpaceX 周二发射到国际空间站的COWVR和TEMPEST两种仪器可能会在收集天气预报的关键信息方面取得重大进展。 紧凑型海洋风矢量辐射计（COWVR）不比小型冰箱大。风暴和热带系统（TEMPEST）的时间实验甚至更小——大约一个麦片盒大小。然而，这两种紧凑型科学仪器的设计目的是完成一项艰巨的任务：以比气象卫星小很多倍的体积和更小的成本，进行与气象卫星相同的高质量大气观测。 这两个辐射计由NASA位于南加州的喷气推进实验室建造，是美国空军空间测试计划休斯敦8号（STP-H8）的一部分。他们于2021年12月21日周二搭乘SpaceX的龙货运飞船发射升空，执行对国际空间站的商业再补给任务，这是SpaceX为NASA执行的第24次商业再补给任务的一部分。它们被视为技术演示，如果它们能按计划执行，天气预报可能会得到技术提升。 以下是关于COWVR和TEMPEST你需要了解的5件事： COWVR仪器于2015年进行热测试，并将于2021年12月发射前往国际空间站。 图片来源：NASA/JPL-Caltech 它们的目标是收集与其规模更大的前辈相同的高质量数据。 COWVR和TEMPEST将共同提供科学家用于制作天气和气候预报的许多数据点：它们不仅可以测量海面上的风速和风向，还可以测量降水量、大气湿度以及水分垂直分布的方式，以及海洋表面和大气中的其他条件。 从2003年到2020年，美国国防部科里奥利卫星上的990磅（450公斤）Windsat仪器获得了这些类型的测量数据。Windsat的寿命远远超过预期。如果COWVR和TEMPEST能够证明它们能够胜任这项任务，它们（以及像他们这样的小型仪器）将能够在不影响数据质量的情况下取代更大、老化的卫星。 它们具有改善风暴预报的潜力。 COWVR和TEMPEST将连接到空间站上，该空间站每天从西向东在近地轨道上围绕地球约16次。由于空间站独特的轨道，这两个仪器将把大部分时间花在中纬度和热带地区——容易发生风暴的地区——并且比其他轨道上的传感器更频繁地访问这些地区。这些额外的数据将帮助科学家更好地了解风暴的形成，更好地跟踪发展中的风暴系统。 COWVR和TEMPEST也将能够比目前使用的其他一些仪器更快地将数据传回地球，使科学家和预报员能够近实时地监测许多风暴所经历的快速增强。“大多数卫星只与世界上几个地面站进行通信，这需要时间，”喷气推进实验室COWVR的首席研究员香农·布朗说。“这些数据甚至可能需要几个小时才能到达地面，然后仍然需要处理。” COWVR和TEMPEST将通过NASA的跟踪和数据中继卫星（TDRS）群将他们的数据发回地球。TDRS本质上提供了一个直接的数据流。所以，一旦传感器经过大飓风或飓风，您将立即获得这些数据，”布朗说。“这将是最新的观察结果，这是传统方法通常无法获得的”——这可能会挽救生命。 它们的综合数据可能会改善天气和气候模型的预测。 COWVR和TEMPEST对其轨道内区域进行测量的频率将使它们能够收集比其他仪器更全面的数据——这些数据有望减少天气和气候模型中的不确定性。 “目前测量海面风速和风向的卫星传感器位于太阳同步轨道上，这意味着它们仅在早上和晚上在给定位置提供测量，在这两个位置之间存在着间隙，”喷气推进实验室科学工作组的共同负责人托尼·李（Tony Lee）说。“空间站的轨道将允许COWVR和TEMPEST在一天中的不同时间进行测量，从而减少这些间隙。” 天气和气候模型使用这类数据进行预测。可用数据越多，模型——以及基于模型的预测——就越精确。 它们将揭示海气相互作用如何影响天气和气候。 海洋释放的热量和水分会影响大气条件；同气条件，如风，影响洋流和热量分布。科学家对这些相互作用了解得越多，他们就越能了解它们如何在短期内如何影响天气，在长期内如何影响气候。 然而，要获得合适的数据来研究这些相互作用可能很棘手。 “研究这些相互作用的传统方法是结合不同卫星的测量数据，这些卫星对海洋和大气的采样时间不同。”李说。“这种不匹配使科学家更难理解这些相互作用，因为我们可能在一天中的某个时间观察风，而在一天中的不同时间观察雨和大气水蒸气。” 如果成功的话，COWVR和TEMPEST可能会改变这一现状。COWVR的主要目的是测量海洋表面的风速和风向，TEMPEST的主要目的是提供大气水蒸气测量。由于它们一起飞行，在相同的区域进行测量，它们将能够同时获得这些补充数据。 “对不同变量的同时测量减轻了与来自不同卫星在不同时间混合测量的采样时间差异相关的困难。”李说。它也将使他们能够解释在更短时间尺度上发生的相互作用——例如，阵风搅动海洋，导致海洋热量流失到大气中。 它们将为未来的卫星星座铺平道路。 如果COWVR和TEMPEST的表现良好，它们将证明，对天气预报至关重要的综合数据和对气候的更好理解可以在一个比之前想象的更小更便宜的包裹中获得。 由于这些仪器更小、更便宜，因此组织可以发射三到四颗小卫星，成本与较大型号的卫星相同。由这些小卫星组成的卫星群将能够比相应的单个卫星更频繁地对给定区域（例如正在形成的风暴）进行测量，从而进一步完善天气模型和预报。 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/jpl/5-things-to-know-about-a-pair-of-small-but-mighty-weather-instruments/

冰冷的“胶水”可能控制着南极冰架断裂的速度

冰冷的“胶水”可能控制着南极冰架断裂的速度

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这张2016年的照片显示了一条裂缝，在几个月内，裂缝进一步扩大，并从南极洲的拉森C冰架上释放出一座特拉华州大小的冰山。在裂缝的一侧可以看到mélange的粗糙表面。 影像来源：NASA/GSFC/OIB 随着南极洲冰架上被称为“mélange”的冰雪碎石融化，即使在寒冷的冬天，裂缝也会扩大，冰山也会断裂。 位于南加州的美国宇航局喷气推进实验室和加州大学欧文分校的研究人员发现了一个冰雪过程，可能导致一座特拉华州大小的冰山在2017年南半球的巨大拉森C冰架上断裂。这一发现表明，mélange——一种风吹雪、冰山碎片以及冰架内和周围的海冰的混合物——于将冰架固定在一起至关重要。这一发现意味着，由于气温上升，这些冰架的破裂速度可能比科学家预期的还要快。 冰架是延伸到海洋上的冰川漂浮的舌头，减缓了南极洲的冰川对全球海平面上升的速度。当冰川的冰架在南大洋上流出时，它最终会撞上一个岛屿、海底山脊或包围冰川的海湾壁。冰架减缓了冰川的前进速度，就像高速公路上的事故减缓了后面的交通一样——只不过，冰架的卡位可以将流入大海的冰块阻挡数千年之久。 但近几十年来，南极半岛的冰架移动和解体的速度越来越快。裂缝深化成裂口，从上到下切开冰架并扩大，最终将冰山释放到海洋中。如果这个过程继续下去，直到有足够多的冰架断裂（如2002年的拉森B），冰架阻挡的冰川开始以更快的速度从陆地流向海洋。这增加了海平面上升的速度。 气候变暖是造成这种冰架行为变化的根本原因，因为它提高了冰川上方的空气和下方的海水的温度。但是，冰架对气候变暖的反应方式尚不完全清楚。科学家们认为，融水汇聚在冰层上的冻融循环正在使裂缝扩大。但是，如果是这样的话，拉森C号怎么会在冬天释放出它的巨大冰山，而当时冰层已经被冻结了几个月？ 为了回答这个问题，喷气推进实验室和加州大学欧文分校的研究人员把重点放在了mélange上。这种杂乱、块状的混合物具有类似于胶水或灌浆料的天然特性，可以填补裂缝或缝隙，并粘在冰和岩石上。当它积聚在冰架的裂缝中时，它会形成一个与周围的冰一样坚硬的薄层，将裂缝固定在一起。在冰架的两侧，一层层的mélange将冰与周围的岩壁粘合在一起。加州大学欧文分校教授、该研究的共同作者埃里克·里格诺特（Eric Rignot说）：“我们一直怀疑mélange发挥了关键作用，但直到最近我们才对其特征有了很好的观察。”该研究发表在《美国国家科学院院刊》上。 为什么这很重要？拉鲁尔说：“因为我们已经发现了一个物理过程，这个物理过程能够在大气大幅度变暖之前破坏冰架的稳定。”科学家们经常利用预测的气温上升来估计南极冰架将以多快的速度解体，从而估计全球海平面上升的速度。但是狭窄的mélange层主要是由于与下面全年持续的海水接触而融化。在一年中的任何时候，它们可能会变得太薄，无法继续支撑冰架。 “我们认为这个过程可能解释了为什么南极半岛的冰架在融水开始在其表面积聚之前几十年就开始破裂。”里格诺特说。 “这意味着南极冰架可能更容易受到气候变暖的影响——而且比之前想象的要早。” 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/jpl/icy-glue-may-control-pace-of-antarctic-ice-shelf-breakup

NASA卫星显示云层如何应对北极海冰的变化

NASA卫星显示云层如何应对北极海冰的变化

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在预测北极地区未来将继续变暖的程度和速度方面，云层是最大的不确定因素之一。根据一年中的不同时间以及它们形成和存在的不断变化的环境，云既可以起到保温的作用，也可以冷却它们下面的海面。 几十年来，科学家们一直认为，北极海冰覆盖面积的减少使得更多的云在海洋表面附近形成。现在，NASA的一项新研究表明，暴露的海洋通过海冰上一个被称为“冰间湖（polynya）”的大洞释放热量和水分，促进了更多云的形成，这些云捕获了大气中的热量，阻碍了新海冰的再冻结。 这一发现来自于一项对位于格陵兰岛和加拿大之间的巴芬湾北部被称为北方水域冰间湖的研究。该研究是最早利用卫星上的主动传感器探测冰间湖与云之间相互作用的研究之一，科学家们可以利用卫星上的主动传感器分析大气中低层和高层的垂直云层。 领导这项研究的美国宇航局汉普顿兰利研究中心的大气科学家艾米丽·门罗（Emily Monroe）解释说，这种方法使科学家们可以更准确地发现在冰间湖和周围海冰上的海洋表面附近云层的形成过程。 2016年4月19日，在冰桥行动飞行期间看到的北方水域冰间湖和相邻海冰的一部分。从海洋中蒸发的水分可以凝结成小云。 图片来源：NASA/Jeremy Harbeck “我们不再依赖模型输出和气象再分析来验证我们的假设，而是能够从冰间湖附近地区获取近乎瞬时的卫星扫描数据。”门罗说。“由于每次扫描都是在大约10秒的时间范围内收集的，这是更可能冰间湖和附近的海冰更有可能经历相同的大规模天气条件，所以我们可以更准确地分辨出从冰面到水面的变化对上覆云层的影响。” 一个简化的可视化图显示了在被称为冰间湖的海冰包围的大洞打开之前、期间和之后的云层响应。可以看到海冰的隔热效果，因为冰间湖的开口促进了热量（红色）和水分（黄色）的交换。冰洞上的云（紫色）散发的热量有助于保持冰间湖冰冻的开放，并在新的海冰关闭冰洞后仍保持开发。 图片来源：NASA’s Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab/Jenny McElligott 位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心的海冰科学家莱内特·博伊斯维特（Linette Boisvert）参与了这项研究，他解释说，海冰的作用就像一锅沸水的盖子。当盖子被打开时，热量和蒸汽逸入到空气中。 “我们从海洋中吸收了更多的热量和水分，进入大气层，因为海冰就像一个盖子或相对温暖的海洋表面和上面寒冷干燥的大气之间的屏障。”博伊斯维特说。“大气变暖和变湿减缓了海冰的垂直增长，这意味着它不会那么厚，所以在夏季更容易融化。” 与北极和南极的其他冰间湖一样，当特定的风向持续方向吹并在冰层上撕破洞时，就会形成北方水域冰间湖。这些风型只存在于冬季，湖口反复打开和关闭，交替暴露和隔离海洋。 这些新见解出现之际，正值北极海冰面积在2021年较暖的几个月逐渐减少后，似乎已达到年度最小范围。它们强调了海冰是如何影响一个在调节全球变暖、海平面上升以及人类造成的气候变化的其他影响方面发挥着不可或缺作用的地区。 海冰不会直接导致全球海平面上升。就像饮料中的冰块一样，融化的海冰并不会直接增加海洋中的水容量。然而，北极海冰范围的缩小可能会使相对温暖的海水暴露在该地区的沿海冰盖和冰川中，导致更多的融化，使淡水流入海洋，并导致海平面上升。 在2019年4月3日的冰桥行动飞行中看到的北方水域冰间湖的西部边缘。冰间湖是一大片暴露在大量海冰覆盖区域内的海洋，在较冷的月份开放四到五次。北方水域冰间湖的范围每年都不同，但可以大到覆盖美国整个州的面积，例如弗吉尼亚州。 图片来源：NASA/Jeremy Harbeck 新的研究显示，在冰间湖上空低层的云比在被海冰覆盖的邻近地区的云排放出更多的能量或热量。这些低层的云也含有更多的液态水——比附近海冰上的云高出近4倍。在研究期间，冰间湖每次重新结冰后，云层下增加的云量和热量在持续了大约一周。 “仅仅因为海冰重新形成和冰间湖关闭，这并不意味着情况会立即恢复正常，”博伊斯维特说。 “即使水分来源基本上消失了，这种额外的云层和增加的云对地表辐射效应的影响在冰间湖冻结后仍会持续一段时间。” 参与这项研究的NASA兰利分部的气候科学家帕特里克·泰勒（Patrick Taylor）说，这些发现还表明，云团对冰间湖的反应延长了冰间湖保持开放的时间。 “它们可以形成更厚的覆盖层，并增加向地表散发的热量。”泰勒说。“释放出的热量有助于使北方水域冰间湖的表面保持温暖，并有助于延长事件本身。” 大规模的气象过程常常使北极变暖的研究变得困难。然而，在同一区域的海冰上重复的开口创造了一个天然实验室来研究云之间的反馈以及海冰和冰间湖之间的交替。 “我们可以比较海冰和开阔水域区域，以及足够接近这两种表面类型的云层，这样我们就不必担心大气条件的巨大变化会混淆以前的研究，”泰勒说。 “如果在几天内海冰消失的冰湖事件没有云层的响应，你就不会期望其他任何地方有响应。冰间湖的开放是一个非常强烈的、明显的强迫因素。” 该团队计划将他们的研究提升到一个新的水平，并测试是否可以在海冰和公海相遇的其他地区观察到类似的云层效应。 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/esnt/2021/nasa-satellites-show-how-clouds-respond-to-arctic-sea-ice-change

巴芬湾，格陵兰岛：一个历史的视角

巴芬湾，格陵兰岛：一个历史的视角

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Acquired by the Landsat 7 satellite more than 20 years ago on Sept. 3, 2000, this image is of Greenland’s western coast and the small field of glaciers that surrounds Baffin Bay. This is a false-color composite image made using near-infrared, red, and blue wavelengths. 20多年前的2000年9月3日，陆地卫星7号拍摄了这张照片，这是格陵兰岛的西海岸和环绕巴芬湾的小块冰川区域。这是一张使用近红外、红色和蓝色波长制作的假彩色合成图像。 NASA continues to monitor the planet we call home. Landsat 9, the latest in the series of Landsat Earth-monitoring satellites, is a partnership between NASA and the U.S. Geological Survey that will continue the program’s critical role in monitoring, understanding, and managing the land resources needed to sustain human life. The mission is slated to launch later in 2021. 美国航天局继续监测我们称之为家园的星球。陆地卫星9号是美国陆地卫星计划中最新的一颗地球监测卫星，是NASA和美国地质调查局之间的合作项目，它将继续发挥该计划在监测、了解和管理维持人类生活所需的土地资源方面的关键作用。该任务预计在2021年晚些时候发射。 Image Credit: U.S. Geological Survey EROS Data Center Satellite Systems Branch 影像来源：美国地质调查局EROS数据中心卫星系统处

NASA追踪美国西南部的热浪

NASA追踪美国西南部的热浪

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2021年7月1日至7月12日，美国西南部遭遇前所未有的热浪，NASA Aqua卫星上搭载的AIRS仪器收集了大气和地表的温度读数。 视频来源：NASA/JPL-Caltech 一台科学仪器绘制了 7月初笼罩在美国西南部上空的高压穹顶，而另一台则记录了地表温度。 就在太平洋西北部遭遇破纪录的高温几周后，另一波热浪袭击了美国西南部。这场于7月7日左右开始的热浪，在加利福尼亚州、内华达州、亚利桑那州北部和犹他州南部追平或打破了多项历史记录。 两台仪器——搭载在Aqua卫星上的NASA的大气红外探测器（AIRS）和NASA在空间站上的生态系统太空热辐射计实验（ECOSTRESS）——跟踪了热浪，提供热浪的可视化信息。 AIRS仪器捕捉到了7月1日至7月12日在美国西南部缓慢移动的热穹的进展情况。AIRS数据的动画（上图）显示了表面空气温度异常——高于或低于长期平均水平的数值。最热的地区显示为粉红色，其表面空气温度比平均水平高出10华氏度（5.6摄氏度）。地表空气温度是人们在室外直接感受到的温度。 2021年7月8日，NASA在空间站上搭载的ECOSTRESS仪器捕获了加利福尼亚上空的地表温度数据。截至当地时间上午 7 点 16 分，红色区域（包括死亡谷）已超过华氏 86 度，远高于该地区的平均地表温度。 图片来源：NASA/JPL-Caltech 7月8日，NASA在空间站上搭载的ECOSTRESS仪器捕获了加利福尼亚上空的地表温度数据。在图像（中图）中，红色区域（包括死亡谷）已超过华氏 86 度，远高于该地区的平均地表温度。 7月9日，死亡谷记录了130华氏度的高温，比1913年创下的134华氏度的官方历史最高气温记录仅低了几度。7月11日，加利福尼亚的毕晓普创下了111华氏度的历史最高纪录，加利福尼亚的炉管井创下了118华氏度的日平均温度新纪录。在加利福尼亚州中部和南加州以及亚利桑那州北部的内陆地区，每日、每月都创造了许多历史记录。 有关AIRS的更多信息，请访问： https://airs.jpl.nasa.gov/ 有关ECOSTRESS的更多信息，请访问： https://ecostress.jpl.nasa.gov/ 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/jpl/nasa-tracks-heat-wave-over-us-southwest

在空中和海上研究海洋涡流

在空中和海上研究海洋涡流

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Using scientific instruments aboard a self-propelled ocean glider and several airplanes, this first deployment of the Sub-Mesoscale Ocean Dynamics Experiment (S-MODE) mission will deploy its suite of water- and air-borne instruments to ensure that they work together to show what’s happening just below the ocean’s surface. The full-fledged field campaign will begin in October 2021, with the aircraft based out of NASA’s Ames Research Center. The S-MODE team hopes to learn more about small-scale movements of ocean water such as eddies. These whirlpools span about 6.2 miles or ten kilometers, slowly moving ocean water in a swirling pattern. Scientists think that these eddies play an important role in moving heat from the surface to the ocean layers below, and vice versa. In addition, the eddies…

NASA的新数据为气候模型提供了启示

NASA的新数据为气候模型提供了启示

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你是否曾在阳光明媚的日子里穿一件深色的T恤，在阳光的照射下感觉它很温暖？我们大多数人都知道深色吸收阳光，浅色反射阳光——但你知道在太阳的不可见波长中，这并不是同样的工作方式吗？ 太阳是地球的能量来源，它以可见光、紫外线(短波长)和近红外辐射（我们称之为热量）的形式释放能量。可见光会被雪和冰等浅色表面反射，而森林或海洋等深色表面会吸收可见光。这种反射率，称为反照率，是地球调节温度的一个关键方式——如果地球吸收的能量多于反射的能量，则地球变暖；如果地球反射的能量大于吸收的能量，则地球变凉。 当科学家们将其他波长纳入其中时，情况就变得更加复杂了。在光谱的近红外部分，像冰和雪这样的表面是不反射的——事实上，它们吸收近红外光线的方式与深色T恤吸收可见光的方式非常相似。 “人们认为雪是反光的。它是如此闪亮，”位于纽约市的美国宇航局戈达德空间研究所主任、美国宇航局代理高级气候顾问加文·施密特（Gavin Schmidt）说。“但事实证明，在光谱的近红外部分，它几乎是黑色的。” 显然，对于气候科学家来说，要全面了解太阳能是如何进入和退出地球系统，他们需要包括可见光之外的其他波长。 [rml_read_more] 地球的能量预算是对从太阳接收到的能量与辐射回太空的能量之间微妙平衡的隐喻。对地球能量收支精确细节的研究对于理解地球气候可能如何变化以及太阳能输出的变化至关重要。 图片来源：美国宇航局戈达德太空飞行中心 这就是NASA的总光谱太阳辐照度传感器（TSIS-1）的用途。从它在国际空间站上的有利位置，TSIS-1不仅测量到达地球大气层的总太阳辐照度（能量），还测量每个波长有多少能量进入。这种测量被称为光谱太阳辐照度，简称SSI。TSIS-1的光谱辐照度监测仪（SIM）由科罗拉多大学博尔德分校的大气和空间物理实验室开发，测量SSI的精度优于0.2%，或在真实SSI值的99.8%以内。 “有了TSIS-1，我们对可见光和近红外光的测量更有信心，”密歇根大学气候与空间科学与工程学系教授黄向磊（Xianglei Huang）博士说。“你如何划分每个波长的能量量对平均气候有影响。” 落在地球上的光的组成对理解地球的能量预算很重要。NASA的总光谱太阳辐照度传感器（TSIS-1）测量1000种不同波长的太阳能量，包括可见光、紫外线和红外线，统称为太阳光谱辐照度。 视频来源：美国宇航局戈达德太空飞行中心 黄和他在密歇根大学、NASA戈达德太空飞行中心（位于马里兰州格林贝尔特）和科罗拉多大学博尔德分校的同事们最近首次在全球气候模型中使用了TSIS-1 SSI数据。“过去的几项研究使用了多种SSI输入来分析气候模型的敏感性——然而，这项研究是第一个调查新数据如何改变地球极地太阳能反射和吸收模型的研究。”戈达德的TSIS-1项目科学家吴董（Dong Wu）说。 他们发现，当他们使用新的数据时，与使用旧的太阳数据相比，该模型在冰和水吸收和反映的能量方面显示出统计上的显著差异。该团队运行了名为社区地球系统模型（CESM2）的模型两次：一次是使用18个月期间平均的TSIS-1新数据，另一次是使用基于NASA退役的太阳辐射和气候实验（SORCE）数据的旧的、重建的平均值。 研究小组发现，与SORCE重建的旧模型相比，TSIS-1的数据在可见光波长中存在更多的能量，而在近红外波长中的能量较少。这些差异意味着，在TSIS-1运行中，海冰吸收的能量更少，反射的能量更多，因此极地温度降低了0.5到1.3华氏度，夏季海冰的覆盖面积增加了约2.5%。 “我们想知道新的观测数据与以前的模型研究中使用的观测数据如何比较，以及这如何影响我们对气候的看法，”主要作者敬宪文（Xianwen Jing）博士说，他作为密歇根大学气候与空间科学和工程系的博士后学者进行了这项研究。“如果可见波段的能量较多，近红外波段的能量较少，这将影响表面吸收的能量的多少。这可以影响海冰的增减，以及高纬度地区的寒冷程度。” 黄说，这告诉我们，除了监测太阳总辐照度之外，我们还需要密切关注光谱。虽然更准确的SSI信息不会改变气候变化的大局，但它可能帮助建模者更好地模拟不同波长的能量如何影响气候过程，如冰的行为和大气化学。 这组作者警告说，即使新的数据使极地气候看起来有所不同，但在科学家能够利用它来预测未来的气候变化之前，仍有更多的步骤要做。该团队的下一步工作包括调查TSIS数据如何影响低纬度的模型，以及在未来继续观测，以了解SSI在整个太阳周期中的变化。 了解更多关于太阳能如何与地球表面和系统相互作用的信息——在所有波长——将为科学家提供更多和更好的信息，以模拟现在和未来的气候。在TSIS-1和它的继任者TSIS-2的帮助下（将于2023年发射升空），NASA正在揭示地球的能量平衡及其变化方式。 参考来源： https://www.nasa.gov/feature/goddard/2021/new-nasa-data-sheds-sun-light-on-climate-models