چه فناوری ها و روش های جدیدی برای درک تغییرات آب و هوایی و پیش بینی وضعیت هوا وجود دارد؟ آژانس فضایی اروپا به تازگی ماهواره ای ای به جو زمین فرستاده است که داده های ارزشمندی درباره تغییرات لایه ازون و پیش بینی های وضعیت هوا به زمین می فرستد. ماهواره موسوم به «آئولوس» هم قرار است سال آینده میلادی به فضا فرستاده شود، ابزاری برای سنجش باد از فضا خواهد بود.

شناخت بهتر جو زمین نیاز به جمع آوری اطلاعات دارد. تیم تحقیقاتی هم در ایستگاه هواشناسی «هوور پیسنبرگ» در جنوبی آلمان دقیقا مشغول همین کار است.

ثبت داده های بالون های هواشناسی

از نیم قرن پیش این دانشمندان بالونها هواشناسی را به سمت جو زمین رها می کنند. اندازه گیریهای بالونها با داده های ماهواره ای ترکیب می شود تا دقت مدلهایی که برای آب و هوا و اقلیم زمین وجود دارد معلوم شود.

ولفگانگ استینبرخت، از این تیم تحقیقاتی می گوید: «الگوی تغییرات دما و رطوبت و سرعت باد و توزیع ازون در سطح زمین را اندازه می گیریم. چون می خواهیم وضعیت فعلی و میزان شکل گیری دوباره لایه ازون را بدانیم.»

لایه های بالای ازون در اثر آلاینده های ناشی از ترکیبات فلوئوروکربن که به آنها گازهای CFC می گویند تخریب شده است. این بالن پس از رها شدن به جو با دقت ضخامت لایه ازون را در بالای جنوب آلمان اندازه می گیرد.

ولفگانگ استینبرخت می گوید: «بالون از لایه های پایین عبور می کند و به بخشی از جو می رسد که آلودگی های ناشی از ساختمان ها و فعالیت انسان و گیاهان به آن نمی رسد. دما کمتر و کمتر می شود تا اینکه به لایه موسوم به استراتوسفر برسید. بیشتر اوزون در این لایه جو قرار دارد و دما هم در این لایه بیشتر می شود. امروز این لایه در ارتفاع ۱۰ کیلومتری است.»

ماهواره سانتیتل، ابزاری کامل برای اندازه گیری آلاینده های تمامی جو زمین

ماهواره «سانتیتل پنچ پی» (Sentinel-5P) آژانس فضایی اروپا که روز ۱۳ اکتبر سال ۲۰۱۷ به جو فرستاده شد، داده های بیشتری مرتبط با آلودگی و ازون در اختیار ما قرار می دهد.

ماهواره «سانتیتل پنچ پی» (Sentinel-5P) آژانس فضایی اروپا

پرتاب «سانتینل پنچ پی» بخشی از طرح موسوم به کوپرنیکوس کمیسیون اروپا برای رصد زمین و جمع آوری اطلاعات است. «سانتینل پنچ پی» (Sentinel-5P) میزان آلودگی و غلظت گاز ازون را بطور بسیار دقیق اندازه گیری می کند و اطلاعات بسیار مهمی در این باره به زمین می فرستد که گازهای گلخانه ای از کجا می آیند و به کجا می روند.

پیترنل لووت، مدیر بخش توسعه و تحقیق رصدهای ماهواره ای از موسسه سلطنتی هواشناسی هلند و استاد دانشگاه صنعتی دلفت در هلند می گوید: «اندازه گیری های سرتاسر کره زمین را با یک ابزار ماهواره ای انجام می دهیم در نتیجه تمام اندازه گیری ها با یک کالیبراسیون انجام می شود و می توان نتایج مربوط آلودگی جو در اروپا را مستقیماً با نتایج مربوط به چین و ایالات متحده مقایسه کرد.»

ماهواره «سنتیتل پنچ پی» (Sentinel-5P) آژانس فضایی اروپا

ابزار نظارت لایه تروپوسفر (ورد سپهر- ایین ترین لایه جو زمین) موسوم به «تروپومی» که روی ماهواره «سانتینل پنچ پی» (Sentinel-5P) قرار دارد نشان می دهد لایه ازون جو زمین در چه وضعیتی است و آیا پس از گذشت نزدیک به ۳۰ سال از ممنوعیت استفاده از گازهای مخرب لایه اوزن، در مسیر بهبود است یا نه.

پیترنل لووت در این باره می گوید: «در حال حاضر، هر سال سوراخی در لایه ازون پدید می آید. این اتفاق بین سپتامبر و اکتبر در قطب جنوب رخ می دهد. در سطح جهانی هنوز مقدار ازون در جو کمتر از مقدار آن در دهه های ۶۰ و ۷۰ میلادی است. انتظار داریم وضعیت لایه اوزن بهتر بشود. شاید امسال یا سال آینده. “تروپومی” (Tropomi) ابزاری است که دقیقا نشان خواهد داد آیا لایه ازون در حال بهبود است یا نه.»

ماهواره «سنتیتل پنچ پی» (Sentinel-5P) آژانس فضایی اروپا

ماهواره «آئولوس»، شهریار سنجش بادها از فضا

هنوز هم چیزهای زیادی هست که در باره جو زمین نمی دانیم. آلودگی چه تاثیری در شکل گیری ابرها دارد و نقش گاز متان در تغییرات آب و هوایی چیست؟ ماهواره های اروپایی قرار است جواب این پرسش را هم پیدا کنند.

سرعت باد یکی از پارامترهای اصلی است و ما این پارامتر مهم را در بسیاری از نقاط جهان نمی دانیم.

اما ماهواره موسوم به «آئولوس» آژانس فضایی اروپا که سال ۲۰۱۸ به جو زمین پرتاب می شود، قرار است برای اولین بار رازهای باد را از فضا آشکار کند. آئولوس در اساطیر یونانی شهریار بادهاست.

آن گرت استروم، محققان طرح «آئولوس» (Aeolus) آژانس فضایی اروپا می گوید: «در حال حاضر با محدودیتهایی روبرو هستیم و همه جا ابزارهای سنجش باد نداریم. یکی از بزرگترین چالشهای پیش بینی وضعیت هوا، سنجش درست باد است. اندازه گیری های ماهواره ای در این جا صورت می گیرد. ماموریت اندازه گیری باد از سطح زمین تا لایه های بالای جو در سراسر جهان کمک می کند الگوهایی بهتری بسازیم.»

ماهواره موسوم به «آئولوس» آژانس فضایی اروپا

مهندسان در «مرکز هوافضای آلمان» در ۲۰ کیلومتری مونیخ برای کالیبراسیون دستگاه لیدار (فناوریهای سنجش از راه دور) پروازهای آزمایشی انجام می دهند.

اولیویه ریتباخ، از «مرکز هوافضای آلمان» می گوید: «مرکز هوافضای آلمان پیش نمونه نوعی ابزاری را که روی ماهواره نصب می شود، طراحی کرده است. برای آزمودن این ابزار، آن را روی این هواپیما نصب کرده ایم. تحقیقاتی که انجام می دهیم خیلی هیجان انگیز است، چون همین الان همان داده هایی را دریافت می کنیم که از ماهواره دریافت خواهیم کرد. بنابراین می توانیم الگوریتمها را با این داده ها بیازماییم و تجربه کار عملی با این ابزار را کسب کنیم که خیلی مهم است.»

وقتی ماهواره آئولوس به فضا پرتاب شود سرعت باد را در ارتفاع ۱۰ تا ۳۰ هزار متر بالای سر ما اندازه خواهد گرفت که در حال حاضر تقریباً هیچ نوع اندازه گیری در این ناحیه انجام نمی گیرد. داده ها را بلافاصله می توان برای بهتر کردن پیش بینی های آب و هوا به کار برد.

اولیویه ریتباخ، از «مرکز هوافضای آلمان» می افزاید: «با آئولوس می توانید الگوی وزش باد را در سرتاسر جهان اندازه بگیرید: مثلاً در مناطق استوایی که در آنجا ایستگاهی برای رصد (اندازه گیری) باد نداریم. همینطور می توانیم سرعت باد روی سطح اقیانوس ها را اندازه بگیریم. در حالیکه روی اقیانوسها کاوشگر رادیویی و بالون به هوا نمی فرستیم و بخش بزرگی از سطح زمین اقیانوس است. سرعت باد را در قطب جنوب هم می توانیم اندازه گیری کنیم و همینطور در قطب شمال که تأثیرات تغییرات آب و هوا محسوس تر است.»

در حال حاضر داده هایی بسیار بهتر و بیشتر از گذشته جمع آوری شده است که در گشودن رازهای آب و هوای زمین نقش اساسی دارد. ولفگانگ استینبرخت می گوید: «می دانیم که آب و هوای زمین در حال تغییر است، اما نمی دانیم که معنی این تغییرات دقیقاً برای قسمتهای مختلف سطح زمین چیست. آیا در این منطقه تابستان گرمتر خواهد شد؟ شاید. آیا باران بیشتر خواهد بارید. نمی دانیم. بخشهای مختلف جو چه تأثیری خواهند پذیرفت؟ با ماهواره ها داده هایی قابل اعتماد به دست بیاوریم که نشان دهد چه تغییراتی در جو صورت خواهد گرفت.»

منبع: یورونیوز