En undersøgelse retter sig mod tordenvejr i Alabama, Colorado og Oklahoma for at finde ud af, hvad der sker, når skyer suger luft miles ud i atmosfæren fra Jordens overflade.
Forskere retter sig mod tordenvejr i Alabama, Colorado og Oklahoma i foråret for at finde ud af, hvad der sker, når skyer suger luft mange miles ud i atmosfæren fra jordoverfladen.
Eksperimentet Deep Convective Clouds & Chemistry (DC3), der begynder i midten af maj 2012, vil undersøge indflydelsen fra tordenvejr på luft lige under stratosfæren, et område højt i vores atmosfære, der påvirker Jordens klima og vejrmønstre.
Lynets kemi og dens rolle i atmosfæriske processer er central for DC3. Kredit: NCAR
Forskere vil bruge tre forskningsfly, mobile radarer, lynafbildningskort og andre værktøjer til at sammensætte et omfattende billede.
DC3-forskere vil flyve ind i hjertet af tordenvejr. Kredit: NOAA
Chris Cantrell, en DC3-hovedundersøger, sagde:
Vi har en tendens til at forbinde tordenvejr med kraftigt regn og lyn, men de ryster også tingene øverst på skyeniveauet.
Deres virkninger højt i atmosfæren har igen effekter på klimaet, der varer længe efter, at stormen er forsvundet.
DC3-projektet vil tage et omfattende kig på både kemi- og tordenvejrdetaljer, herunder luftbevægelse, skyfysik og elektrisk aktivitet.
Et af de vigtigste mål for DC3 er at udforske tordenvejrens rolle i dannelse af ozon i øvre atmosfære, en drivhusgas, der har en stærk opvarmningseffekt høj i atmosfæren.
Når der dannes tordenvejr, har luften nær jorden intet andet at gå, men op. Mary Barth er en hovedundersøger for projektet. Hun sagde:
Forårs tordenvejr er i horisonten for store dele af det amerikanske midtvest og andre områder. Kredit: NOAA
Pludselig har du en luftmasse i høj højde, der er fuld af kemikalier, der kan producere ozon.
Ozon i den øvre atmosfære spiller en vigtig rolle i klimaændringerne ved at fange betydelige mængder energi fra solen.
Ozon er imidlertid vanskelig at spore, fordi den i modsætning til de fleste drivhusgasser ikke udsendes direkte af hverken forureningskilder eller naturlige processer. I stedet udløser sollys interaktion mellem forurenende stoffer som nitrogenoxider og andre gasser, og disse reaktioner skaber ozon.
Disse interaktioner er godt forstået på jordoverfladen, men er ikke blevet målt øverst i troposfæren, det laveste lag af atmosfæren lige under stratosfæren. Tiltrækning i tordenvejr varierer fra ca. 20 til 100 miles i timen, så luft ankommer øverst på troposfæren, ca. 6 til 10 miles op, med sine forurenende stoffer relativt intakte.
De forurenede luftmasser stiger ikke på ubestemt tid på grund af barrieren mellem troposfæren og stratosfæren, kaldet tropopausen. Barth sagde:
Tordenvejr og lyn spiller en nøglerolle i vores atmosfære. Kredit: NOAA
I mellembredderne er tropopausen som en mur. Luften støder ind i den og spreder sig ud.
DC3-forskerne vil flyve gennem disse huler for at indsamle data, når en storm er i gang. De flyver igen næste dag for at finde den samme luftmasse ved hjælp af dens karakteristiske kemiske signatur for at se, hvordan den har ændret sig over tid.
Forurening er ikke den eneste kilde til nitrogenoxider, ozonforløberen. Lynnedslag producerer også nitrogenoxider.
DC3-efterforskerne ser på tre vidt adskilte steder i det nordlige Alabama, nordøst i Colorado og det centrale Oklahoma vest for Texas.
cDe flere steder vil forskerne kunne studere forskellige typer af atmosfæriske miljøer.
Alabama har flere træer og dermed mere naturlige emissioner; Colorado-webstedet er undertiden modvind af Denver's forurening; Oklahoma og vest Texas webstedet kan tilbyde ren luft. Barth sagde:
Jo flere forskellige regioner vi kan studere, jo mere kan vi forstå, hvordan tordenvejr påvirker vores klima.
Bundlinje: Deep Convective Clouds & Chemistry (DC3) -eksperimentet, der begynder i midten af maj 2012, vil udforske tordenvejrets indflydelse på luft lige under stratosfæren, en region høj i vores atmosfære, der påvirker Jordens klima og vejrmønstre.