Eine Studie zielt auf Gewitter in Alabama, Colorado und Oklahoma ab, um herauszufinden, was passiert, wenn Wolken Luftmeilen von der Erdoberfläche in die Atmosphäre saugen.
In diesem Frühjahr zielen die Wissenschaftler auf Gewitter in Alabama, Colorado und Oklahoma, um herauszufinden, was passiert, wenn Wolken viele Kilometer Luft von der Erdoberfläche in die Atmosphäre saugen.
Das Deep Convective Clouds & Chemistry (DC3) -Experiment, das Mitte Mai 2012 beginnt, untersucht den Einfluss von Gewittern auf die Luft direkt unter der Stratosphäre, einer Region hoch in unserer Atmosphäre, die das Klima und das Wetter auf der Erde beeinflusst.
Die Chemie des Blitzes und seine Rolle in atmosphärischen Prozessen ist von zentraler Bedeutung für DC3. Gutschrift: NCAR
Die Wissenschaftler werden drei Forschungsflugzeuge, mobile Radare, Lightning-Mapping-Arrays und andere Tools verwenden, um ein umfassendes Bild zusammenzustellen.
DC3-Wissenschaftler fliegen in die Herzen von Gewittern. Bildnachweis: NOAA
Chris Cantrell, ein leitender Ermittler von DC3, sagte:
Wir neigen dazu, Gewitter mit starkem Regen und Blitzschlag in Verbindung zu bringen, aber sie erschüttern auch die Dinge oben auf der Wolkenebene.
Ihre Auswirkungen in der Atmosphäre wirken sich wiederum auf das Klima aus, das lange nach der Auflösung des Sturms anhält.
Das DC3-Projekt wird einen umfassenden Einblick in Details der Chemie und des Gewitters geben, einschließlich Luftbewegung, Wolkenphysik und elektrischer Aktivität.
Eines der Hauptziele von DC3 ist die Erforschung der Rolle von Gewittern bei der Bildung von Ozon in der oberen Atmosphäre, einem Treibhausgas mit starker Erwärmung in der Atmosphäre.
Wenn sich Gewitter bilden, kann die Luft in Bodennähe nur nach oben gelangen. Mary Barth ist eine leitende Ermittlerin des Projekts. Sie sagte:
In weiten Teilen des Mittleren Westens der USA und in anderen Gebieten zeichnen sich Frühlingsgewitter ab. Bildnachweis: NOAA
Plötzlich haben Sie eine Luftmasse in großer Höhe, die voll von Chemikalien ist, die Ozon produzieren können.
Ozon in der oberen Atmosphäre spielt eine wichtige Rolle beim Klimawandel, indem es erhebliche Mengen an Energie aus der Sonne einfängt.
Ozon ist jedoch schwer zu verfolgen, da es im Gegensatz zu den meisten Treibhausgasen weder durch Verschmutzungsquellen noch durch natürliche Prozesse direkt emittiert wird. Stattdessen löst Sonnenlicht Wechselwirkungen zwischen Schadstoffen wie Stickoxiden und anderen Gasen aus und diese Reaktionen erzeugen Ozon.
Diese Wechselwirkungen sind an der Erdoberfläche gut bekannt, wurden jedoch nicht am oberen Ende der Troposphäre gemessen, der untersten Schicht der Atmosphäre direkt unterhalb der Stratosphäre. Aufwinde in Gewitterwolken reichen von etwa 20 bis 100 Meilen pro Stunde, so dass Luft an der Spitze der Troposphäre ankommt, etwa 6 bis 10 Meilen über, wobei die Schadstoffe relativ intakt sind.
Die verschmutzten Luftmassen steigen aufgrund der Barriere zwischen Troposphäre und Stratosphäre, der sogenannten Tropopause, nicht unbegrenzt an. Barth sagte:
Gewitter und Blitze spielen eine Schlüsselrolle in der Chemie unserer Atmosphäre. Bildnachweis: NOAA
In den mittleren Breiten ist die Tropopause wie eine Mauer. Die Luft strömt hinein und breitet sich aus.
Die DC3-Wissenschaftler werden diese Fahnen durchfliegen, um Daten zu sammeln, während ein Sturm aufkommt. Am nächsten Tag werden sie erneut fliegen, um die gleiche Luftmasse zu finden. Anhand ihrer charakteristischen chemischen Signatur können sie sehen, wie sie sich im Laufe der Zeit verändert hat.
Die Umweltverschmutzung ist nicht die einzige Quelle für Stickoxide, die Ozonvorstufe. Blitzeinschläge produzieren auch Stickoxide.
Die DC3-Ermittler untersuchen drei weit voneinander entfernte Standorte im Norden von Alabama, im Nordosten von Colorado und im Zentrum von Oklahoma im Westen von Texas.
cDie verschiedenen Standorte ermöglichen es den Wissenschaftlern, verschiedene Arten von atmosphärischen Umgebungen zu untersuchen.
Alabama hat mehr Bäume und damit mehr natürliche Emissionen; Der Standort in Colorado ist manchmal von der Umweltverschmutzung in Denver betroffen. Die Standorte in Oklahoma und West Texas bieten möglicherweise saubere Luft. Barth sagte:
Je mehr verschiedene Regionen wir untersuchen können, desto besser können wir verstehen, wie sich Gewitter auf unser Klima auswirken.
Fazit: Das Experiment Deep Convective Clouds & Chemistry (DC3), das Mitte Mai 2012 beginnt, untersucht den Einfluss von Gewittern auf die Luft direkt unter der Stratosphäre, einer Region hoch in unserer Atmosphäre, die das Klima und das Wetter auf der Erde beeinflusst.