
幕後文章是與國家科學基金會合作提供給生活方面的。
夏威夷的大島搭配海龜和衝浪商店,類似於熱帶水域。然而,對於氣候科學家來說,這是研究低濕度空氣和使大氣脫水的過程的理想場所。從Mauna Loa的巨大圓頂(夏威夷椰子麵向椰子的海灘上方11,000英尺) - 氣候科學家David Noone和Joe Galewsky可以跟踪水蒸氣這是赤道和桿子的行進。他們是第一個嘗試實時測量蒸氣化學簽名的人,以了解控制該過程的過程全球水週期。新墨西哥大學的助理教授加爾維斯基說:“沒有其他地方可以進行這些測量。” “太平洋中間的樂器可以告訴我們有關整個的信息北半球,”他說。長山寬敞的山頂經歷了數百公里外的潮濕。 “從這個高棲息之中,您可以看到下面的雲與上面的晴朗(低濕度)天空之間的實際邊界。它令人鼓舞;您可以看到自己的測量結果。”科羅拉多大學博爾德大學的助理教授,環境科學研究所合作研究所的副教授。
查爾斯·基林(Charles Keeling),先驅
Mauna Loa的獨特高度和隔離是50年前選擇山的第一個連續二氧化碳測量值的原因。由查爾斯·基林(Charles Keeling)開創的,測量結果表明,二氧化碳的全球濃度正在上升,並且速度不斷提高。原始儀器仍然居住在莫納洛觀測站主站隔壁的一棟小建築物中。 Noone說:“我想認為我們正在關注Keeling的腳步。”實際上,通過其國家科學基金會資助的現場工作,Noone和Galewksy正在監視同樣重要的溫室氣體。像二氧化碳一樣,水蒸氣也將熱量捕獲並輻射到行星。他們說,了解控制大氣濕度的過程對於預測未來全球變暖的程度至關重要。沒有人解釋說:“毫無疑問,二氧化碳正在推動我們星球的氣候變化,但是我們看到的許多變化是由於水循環的變化以及空氣中的水蒸氣量所致。”
實時大氣同位素
為了跟踪Mauna Loa融合的水分,科學家研究了由氧和氫同位素創建的獨特線索,這是由額外的中子降低的元素的變化。具有重原子的水分子優先凝結。科學家利用這一事實來確定雲形成和降水是否影響了空氣,並確定其行進路徑。通過這種方式,它們創建了Water在氣氛中的旅程。但是有了測量大氣的想法同位素實時仍然是新的,科學家沒有給實驗機會。他們使用每種可用的儀器來測量重氧氣和氫的濃度:三個自主,激光分析儀,兩個衛星,一系列手持式燒瓶以及由外科管和魚缸部件操縱的自製,乾燥的冰冷,水陷阱。 “我有(用玻璃陷阱)戳自己的景象,在莫納·洛阿(Mauna Loa)的馬鞍道中間昏迷不醒,”像沒有人的人一樣,他是氣候建模者,大部分時間都花在電腦前,而不是在田野上。與新的分析儀相反,必須在物理上運行陷阱和燒瓶樣品,並定時與不頻繁的衛星立交橋一致。對於科學家來說,不幸的是,這意味著在Mauna Loa的干熔岩田中的溫度在冰凍附近傾斜時,在凌晨2:00取樣。在半夜的兩個小時內,陷阱必須在不斷餵食的干冰的吸煙雞尾酒中沐浴。沒有誤會實時分析儀的魅力,這些魅力從車站大樓的一個架子上穩步嗡嗡作響,每隔幾秒鐘收集數據。
衡量對氣候變化的反應
回到大陸,Noone和Galewsky將與同事合作NASA的噴射推進實驗室比較了地面儀器的測量值與NASA Aura衛星“ See see”上的對流層發射光譜儀的測量值。這種“地面流動”將幫助他們使用遠程觀測來在全球範圍內跟踪水蒸氣,並隨著行星的溫暖而診斷水週期的巨大變化。新的實時分析儀為科學家提供了另一個機會:在Mauna Loa等關鍵位置進行大氣濕度進行廣泛測量的能力。 Noone和Galewsky認為,這種測量最終可能會發展為水蒸氣的長期監測工作,類似於受Keeling早期工作啟發的全球二氧化碳監測計劃。 NOONE說:“測量水蒸氣中的同位素的優勢是,測量值可以幫助我們了解水週期對氣候變化的響應,而不僅僅是二氧化碳測量所提供的強迫。”
Noone和Galewsky建議,除了他們在Mauna Loa的初步實地試驗外,建立一個新的,正在進行的全球蒸氣跟踪網絡將有助於氣候科學家監視由於CO2的發射引起的行星變暖的方式。他們將能夠衡量人類活動和對氣候變化的其他影響如何在天氣和氣候中的作用。
編者註: 這項研究得到了國家科學基金會的支持(NSF),聯邦機構負責在科學和工程領域的所有領域資助基礎研究和教育。看到幕後存檔。