Mit diesem neuen Hightech-Instrument kartiert die NASA Staubstürme aus dem All

(CNN) Im Mittelmeer heißt es „SchirokkoUnd auf den Kanarischen Inseln.La Kalima„im Vorbeigehen“harmtanin Westafrika undPillenim Sudan. Aber diese verschiedenen Namen beschreiben alle dasselbe: Staubstürme.

Sand- und Staubstürme sind ein globales Phänomen. Diese feinen Staubpartikel können vom Wind getragen werden Tausende Meilen entferntGesundheit und Lebensunterhalt beeinträchtigen.

Nach Angaben der Vereinten NationenStaubstürme haben in den letzten Jahren aufgrund des Klimawandels, der Landverödung und der Dürre dramatisch zugenommen.

Klimawissenschaftler Natalie Mahwald Sie hofft, dass wir, wenn wir mehr über Staubstürme erfahren, für die Zukunft planen können. Als Ingenieurprofessorin an der Cornell University in den USA hat sie die letzten zwei Jahrzehnte damit verbracht, Staub auf der ganzen Welt zu verfolgen – und jetzt arbeitet sie mit der NASA an einem neuen Instrument namens EMIT.

Das erste Satellitenbildspektrometer seiner Art hilft bei der Kartierung von Staubfarben. Wissenschaftler können die Daten in ihren Klimamodellen verwenden, um zu sehen, wie sich die verschiedenen Mineralien des Planeten erwärmen oder abkühlen, erklärt Mahwald. Jede Art von Staub hat ihre eigene einzigartige lichtreflektierende Signatur: Zum Beispiel reflektiert weißer Staub Sonnenstrahlung oder Wärme, während roter Staub und dunkler Staub „sie absorbieren“, sagt sie.

EMIT (Investigating the Source of Earth’s Surface Mineral Dust) „wird revolutionieren, was wir tun können“, sagt Mawald. „Wir können diese (Daten) verwenden, um die Auswirkungen von Wüstenstaub besser zu verstehen.“

Karte aus Metall

EMIT wurde im Juli 2022 gestartet, ist mit der Internationalen Raumstation verbunden und umkreist die Erde 16 Mal am Tag, um die mineralische Zusammensetzung der Planetenoberfläche zu kartieren, indem es Daten sammelt SpektrenSie sind die verschiedenen Wellenlängen des Lichts, die von verschiedenen Farben emittiert werden.

Diese Informationen ermöglichen es Forschern, die mineralische und chemische Zusammensetzung von Materialien auf der Oberfläche zu bestimmen. Das Tool scannt 50 Meilen breite Streifen in Sekundenschnelle und wird Wissenschaftlern Milliarden von Datenpunkten zur Verfügung stellen, die sie für Vorhersagen von Klimamodellen verwenden können, wodurch der aktuelle Datensatz, der von just stammt, dramatisch erweitert wird 5.000 Messstellensagt Mawald.

Die meisten der vorhandenen Daten stammen von Ackerland, wo detaillierte Bodeninformationen für landwirtschaftliche und kommerzielle Zwecke wertvoll waren. Die Fülle an Informationen, die EMIT bereitstellt, einschließlich Daten aus den trockensten Regionen der Welt, wird Wissenschaftlern dabei helfen, mehr über Staub und seine Auswirkungen auf das Klima zu erfahren – ein Thema, das laut Mawald bisher weitgehend ignoriert wurde.

Teufelskreis

Die Vereinten Nationen schätzen, dass jährlich 2.000 Millionen Tonnen Sand und Staub in die Atmosphäre emittiert werden.

Sand- und Staubstürme sind für den erdtragenden Planeten lebenswichtig nahrhafter Boden über Länder und Kontinente hinweg und zum Gedeihen der Pflanzenwelt beitragen – zum Beispiel Staub aus der Sahara Er ernährt sich von Bäumen im Amazonas-RegenwaldWo dem Boden die notwendigen Nährstoffe fehlen.

„Eigentlich sind Ökosysteme auf Staubaerosole angewiesen“, sagt Diana Francis, Klimawissenschaftlerin an der Khalifa University in Abu Dhabi.

Aber wenn Staubstürme häufiger und intensiver werden, könnten sie die globale Erwärmung beschleunigen: Ein Bericht der Vereinten Nationen sticht heraus Wie sich ändernde Sturmmuster die Verteilung der Mineralien der Erde verändern und Niederschläge reduzieren können, während Aerosole wie Treibhausgase in der Atmosphäre wirken können, indem sie Sonnenstrahlung absorbieren.

Dies könnte eine Rückkopplungsschleife erzeugen, da der Klimawandel intensivere Staubstürme verursacht Landverödung und DürreStaubstürme verschärfen den Klimawandel. Es gibt Beweise dafür, dass dies bereits geschieht, sagt Francis und zeigt auf „Godzilla“, den größten weltweiten Staubsturm 20 Jahredie im Juni 2020 den Atlantik überquerte, dunkle Himmel von der Karibik bis zum US-Bundesstaat Texas.

Staubstürme können Atemwegserkrankungen verursachen, Nutztiere und Ernten schädigen und den Transport stören. In der Region Naher Osten und Nordafrika wird es die Wirtschaft kosten 13 Milliarden Dollar pro Jahr.

Francis sagt, dass die Anzahl und Intensität der Stürme in der Wüste zunimmt. In einigen ihrer früheren Forschungen fand sie heraus, dass Staub aus der Sahara aufgrund von Veränderungen in der atmosphärischen Zirkulation den Nordpol erreicht hatte.

„Wir haben festgestellt, dass die Verdunkelung des arktischen Eises in den letzten zwei Jahrzehnten erheblich zugenommen hat“, sagt Francis und weist auf eine weitere Rückkopplungsschleife hin. „Wir wissen, dass das Eis bei Dunkelheit weniger Sonnenlicht reflektiert und daher schneller schmilzt.“

Mehr als nur Staub

EMIT hat bisher 5.000 Datensätze eingereicht, von denen jeder mehr als 1,4 Millionen Spektren enthält. Wissenschaftler der NASA verwenden die Daten, um die Staub- und Bodenzusammensetzung auf der ganzen Welt zu kartieren.

Aber EMIT-Daten werden auch verwendet, um einen anderen Faktor abzubilden, der den Klimawandel beeinflusst: Methan.

Obwohl es einen Bruchteil der Treibhausgasemissionen ausmacht, enthält es schätzungsweise Methan. 80 mal Eine Erwärmungskraft, die in den ersten 20 Jahren nach Eintritt in die Atmosphäre größer ist als Kohlendioxid.

Methan absorbiert Infrarotlicht in einem einzigartigen Muster und liefert „spektraler Fingerabdrucksagte Robert Green, Senior Investigator am Jet Propulsion Laboratory der NASA und Hauptforscher für die EMIT-Mission.

Bis heute hat das EMIT-System 50 Zoll überwachtSuper-EmitterWeltweit stammt das meiste davon aus fossilen Brennstoffen, Abfällen und landwirtschaftlichen Einrichtungen, unter anderem in den Vereinigten Staaten, im Iran und in Turkmenistan.

Während Kohlendioxid jahrhundertelang in der Atmosphäre verbleibt, löst sich Methan nach einem Jahrzehnt auf, was bedeutet, dass Die Reduzierung der Methanemissionen ist ein schneller Weg, um den Klimawandel zu verlangsamen. Die NASA hofft, dass diese Informationen die Länder ermutigen werden, die Methanemissionen zu stoppen.

Während die EMIT-Mission ursprünglich nur 12 Monate dauern sollte, gibt es laut Green nun Pläne, das Projekt zu verlängern.

Mawald blickt gespannt in die Zukunft. „Das EMIT-Projekt testet das Wasser und zeigt wirklich, was möglich ist“, sagt sie. „Wir werden von 5.000 auf Milliarden von Daten kommen, und das bei einer viel höheren Auflösung. Das wird uns enorm helfen.“