تم النشر اليوم في المؤتمر الدولي للفضاء في ميلانو بإيطاليا، تسلط هذه النتائج الجديدة الضوء بوضوح على كيفية قيام أدوات EarthCare بأخذ قياسات مختلفة للسحب والهباء الجوي في وقت واحد. تعد هذه القياسات التآزرية بتقديم رؤى مهمة حول توازن الطاقة الدقيق للأرض.

يحسب ميزان الطاقة كمية الطاقة التي تتلقاها الأرض من الشمس وكمية الإشعاع الحراري الذي تنبعث منه مرة أخرى إلى الفضاء. وهذا التوازن مهم لتنظيم مناخ الأرض، الذي يتأثر بعوامل كثيرة، بما في ذلك السحب والهباء الجوي والغازات الدفيئة.

وعلى الرغم من أنه من المعروف أن السحب والهباء الجوي تساعد عمومًا في تبريد الغلاف الجوي، إلا أن تفاعلاتها مع الحرارة الواردة والصادرة أكثر تعقيدًا ولم يتم فهمها بالكامل بعد.

تم إطلاق EarthCare في مايو 2024، وهي مهمة تم تحقيقها من خلال جهد مشترك بين وكالة الفضاء الأوروبية ووكالة استكشاف الفضاء اليابانية، JAXA، وهي مهمة رئيسية لقياس جوانب مختلفة من غلافنا الجوي لفهم كيف تعكس السحب والهباء الجوي الطاقة الشمسية الواردة. إلى الفضاء وكيف يحجزون طاقة الأشعة تحت الحمراء الصادرة.

وقالت سيمونيتا تشيلي، مديرة برامج مراقبة الأرض التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية: “على الرغم من أننا لا نزال في المراحل الأولى من المهمة ومشغولين بالمرحلة التشغيلية للقمر الصناعي، إلا أن النتائج التي نقدمها اليوم رائعة حقًا.

“لا يقتصر الأمر على تأكيد أن الأدوات الأربعة والطريقة المعقدة التي تتم بها معالجة البيانات تعمل بشكل جيد فحسب، بل إنها تسلط الضوء أيضًا على قوة قياساتها المجمعة. إنها توضح أن المهمة تسير على الطريق الصحيح لتحقيق أهدافها.”

“توفر البيانات التي تم التقاطها في 18 سبتمبر رؤية واسعة النطاق من وسط أوروبا إلى السويد. ومن الجدير بالذكر أنها تكشف عن علامات مختلفة للعواصف الرعدية فوق شمال إيطاليا بالقرب من ميلانو حيث نحن اليوم.

يعرض رادار تحديد ملامح السحابة من Earthcare، المدعوم من وكالة استكشاف الفضاء اليابانية، معلومات عن البنية الرأسية والديناميكيات الداخلية للسحب، ويوفر ليدار الغلاف الجوي الهباء الجوي والسحب الرقيقة ومعلومات عن قمة السحابة، ويوفر التصوير متعدد الأطياف نظرة عامة مرئية واسعة. عند أطوال موجية متعددة، تعكس قياسات مقياس الإشعاع واسع النطاق الإشعاع الشمسي والأشعة تحت الحمراء الصادرة من الأرض.

يسلط الرسم المتحرك أعلاه الضوء على ميزتين رئيسيتين لإظهار قدرات EarthCare التآزرية.

بينما يوفر المصور متعدد الأطياف سياقًا عامًا للمشهد، تركز الرسوم المتحركة أولاً على عاصفة رعدية حدثت مؤخرًا في شمال إيطاليا وشمال كورسيكا. تسببت العاصفة في فيضانات شديدة في منطقة إميليا رومانيا الإيطالية وكانت جزءًا من نظام حمل حراري أكبر مرتبط بالعاصفة بوريس، التي دمرت أجزاء من وسط أوروبا.

في هذه المرحلة من الرسوم المتحركة، يوفر رادار تحديد ملامح السحابة معظم البيانات بسبب الجزيئات الكبيرة التي تتشكل داخل السحب الرعدية. بعد ذلك، يكتشف جهاز الليدار الجوي الطبقة التي يبلغ طولها 1-2 كيلومتر في الجزء العلوي من السحابة، مما يكشف تفاصيل مهمة عن الطبقة الجليدية العلوية للسحابة.

ويتجلى التآزر الكامل بين رادار تحديد ملامح السحابة وجهاز ليدار عند التركيز بالقرب من الجزء العلوي من السحابة، حيث توفر الأداتان بيانات تكميلية، مما يسمح بتوصيف أكثر تفصيلاً للسحابة.

في نهاية المطاف، تتمثل مهمة EarthCare في تقديم رؤى حول ما إذا كانت السحب والهباء الجوي تعمل على تسخين أو تبريد الغلاف الجوي، وهذه النتائج التآزرية الأولية تثبت ذلك بشكل فعال.

إنها تظهر تأثيرًا تبريديًا قويًا في الجزء العلوي من العواصف الرعدية بسبب انبعاثها العالي للإشعاع الحراري إلى الفضاء. وتحت طبقة التبريد هذه، تمتص السحابة الكثيفة الحرارة المنبعثة من سطح الأرض، مما يخلق تأثيرًا دافئًا.

ثانيًا، يسلط الرسم المتحرك الضوء على السحب الرقيقة فوق السويد، والتي تعد جزءًا من تكوين سحابة ثلجية عالية. تعتبر هذه السحب مهمة جدًا لعلم المناخ لأنها تبدو رقيقة وتسمح لأشعة الشمس بتدفئة سطح الأرض، إلا أنها تحبس الإشعاع الحراري المنبعث من سطح الأرض وتمنعه ​​من الهروب إلى الفضاء. يساهم هذا التأثير المزدوج في ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي بشكل عام.

وعلى النقيض من العواصف الرعدية، يوفر جهاز الليدار الجوي معلومات في جميع أنحاء السحابة الرقيقة على ارتفاع 8 إلى 13 كم، بينما يركز الرادار بشكل أساسي على الجزء السفلي حيث تتشكل بلورات الجليد الكبيرة. ومع ذلك، في الكيلومترين السفليين، يساهم كل من الرادار وجهاز الليدار بالبيانات، مما يتيح عمليات استرجاع متكاملة لجزء كبير من السحابة الرقيقة.

ويتجلى التأثير الحراري الشامل للسحب الرقيقة، خاصة في طبقاتها العليا، حيث تمتص السحب كلا من الإشعاع الشمسي من الأعلى والإشعاع الحراري من الأسفل، المنبعث من سطح الأرض. وينقطع هذا التأثير الحراري في المناطق التي تتكاثف فيها السحابة وتشكل جزيئات جليدية كبيرة، مما يمنع الإشعاع الحراري من الأرض.

في هذه المناطق الكثيفة، تبرد قمة السحابة عن طريق إطلاق إشعاع حراري إلى الفضاء. على الرغم من تأثيرات التبريد المحلية هذه، تساهم السحب الرقيقة في ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي بشكل عام.

وتشمل الميزات الأخرى طبقة الهباء الجوي منخفضة المستوى، والضباب المرتبط بالتلوث في ألمانيا، والسحابة البحرية على ارتفاعات منخفضة فوق جنوب بحر البلطيق.

وقال ثورستن فيهر، عالم مهمة رعاية الأرض في وكالة الفضاء الأوروبية: “إن توفر البيانات في هذه المرحلة المبكرة هو شهادة على العمل الممتاز الذي قام به فريق رعاية الأرض، وخاصة العلماء الذين طوروا منتجات البيانات هذه. وهذا يسلط الضوء على قدرة Earthcare الفريدة على توفير قياسات مباشرة لكل من السحب والهباء الجوي في وقت واحد، مما يتيح إجراء تقييم غير مسبوق لتأثيرها على المناخ.

وكالة استكشاف الفضاء اليابانية مشغولة أيضًا بمعالجة بيانات Synergist، اقرأ: الصور السحابية التآزرية مقدمة من Earthcare.

وقال هيتونوري ماجيما، كبير مديري بعثات مراقبة الأرض في وكالة استكشاف الفضاء اليابانية: “من خلال الجمع بين القياسات من أجهزة الاستشعار الأربعة، يمكن لـ EarthCare التقاط أنواع مختلفة من السحب والهباء الجوي ونشاطها”. إنه رمز للتعاون بين وكالة الفضاء الأوروبية وجاكسا.