A jégrészecskék megnedvesítik a sztratoszférát

A klimatológusok új izotóp hatásokat mutatnak be a légköri vízkörben

Az ENVISAT európai környezeti műholdas MIPAS-mérővel több mint 30 nyomgáz mérhető egyszerre. © ESA
felolvasta

Egy nemzetközi kutatócsoportnak sikerült új információkat szereznie a vertikális levegőtömeg-keringésről a felső atmoszféra "nehéz" vízgőzének műholdas támogatással végzett méréseinek segítségével. Ezek az eredmények megértik az éghajlatváltozás és a sztratoszférikus ózonréteg kémiai kölcsönhatásait - jelentetik a tudósok a Nature Geoscience folyóiratban.

Legkésőbb a víz a troposzféra - az atmoszféra legalacsonyabb rétegének, amelyben az időjárás is történik - és a felette lévő sztratoszféra között, amely körülbelül tíz-tizenöt kilométer magas, és a felhők képezik a nagyon hideg határon.

A "nehéz" víz gyorsabban fagy le

A Karlsruhe Technológiai Intézet (KIT) kutatói, a nagy-britanniai cambridge-i egyetemek és a hollandiai Utrecht egyetemeinek kollégáival együtt a vízgőz jégre kondenzálásának hatását használják, hogy "nehéz" vizet (HDO) készítsenek. gyorsabban fagy le, mint a normál víz.

A fennmaradó vízgőzben tehát a H2O fő izotóp koncentrálódik a nehéz vízhez viszonyítva, mint azokban a légtömegben, amelyekben nem kondenzálódott, azaz nem képződött felhő. Így a tudósok megfigyelhetik a vízgőz útját a troposzféra felől a sokkal szárazabb sztratoszféra fölé.

A felhőképződés szerepe a vízszállítás során feltárt

A nehézvíz HDO és a H2O fő izotóp mért aránya alapján a tudósok először megfigyelhetik, hogy milyen szerepet játszik a felhőképződés a víz sztratoszférába juttatásában. A jég vagy a felhő képződése a troposzféra és a sztratoszféra közötti határon általában rendkívül száraz levegőt okoz az alulról a sztratoszférába. kijelző

A mérések azonban azt mutatják, hogy a HDO / H2O víz izotóp aránya nagy szezonális ingadozásoknak van kitéve. Ez azt jelzi, hogy a trópusi viharfelhőkben a jég részecskék felhajtóerővel érik el a magas tengerszint feletti magasságot, ahol azután ismét elpárolognak, és így hozzájárulnak a sztratoszféra megnedvesítéséhez.

A víz kulcsszerepet játszik a Föld légkörében

"A víz és izotópjai kulcsszerepet játszanak a föld légkörének változatos kémiai összetételében, mivel a víz fontos üvegházhatású gáz, és koncentrációja a felső troposzféra és az alsó sztratoszféra szempontjából a legfontosabb az éghajlatváltozás szempontjából" - magyarázza Gabriele Stiller a A Karlsruhe Technológiai Intézet (KIT) Meteorológiai és Klímakutató Intézete (IMK).

Az IMK-nál értékelik az intézetben elkészített MIPAS műszer - a Michelson interferométer passzív légköri hangzásért - az európai környezetvédelmi műholdas Envisat egyik fő műszere, méréseit. 2002 óta körülbelül 800 kilométer magasságban kering a Földön, több mint 30 nyomgáz megfigyelése és mérése egyidejűleg. Az ózon és a vízgőz mellett ezek közé tartoznak a nitrogén-oxidok és a különféle klór-fluor-szénhidrogének. Mivel a MIPAS a molekulák által kibocsátott infravörös sugárzást - hő sugárzást - méri, képes spektrumokat rögzíteni mind napközben, mind éjjel.

Nehéz víz

A normál vízzel ellentétben a HDO két hidrogénatom (H) és egy nehéz, deutérium-atom (D) helyett H2O-t tartalmaz. A hidrogénatommal ellentétben, amelynek magja csak egy protont tartalmaz, a deutériummag ezen a protonon kívül neutronot is tartalmaz. Még az óceánvíz általában csak körülbelül 0, 03% HDO-t tartalmaz, a légkörben ez az arány még kisebb és nagyon változó a sokrétű párolgási és kondenzációs folyamatok miatt.

(idw - Karlsruhe Technológiai Intézet, 2010.03.31. - DLO)