
幕后文章是与国家科学基金会合作提供给生活方面的。
夏威夷的大岛搭配海龟和冲浪商店,类似于热带水域。然而,对于气候科学家来说,这是研究低湿度空气和使大气脱水的过程的理想场所。从Mauna Loa的巨大圆顶(夏威夷椰子面向椰子的海滩上方11,000英尺) - 气候科学家David Noone和Joe Galewsky可以跟踪水蒸气这是赤道和杆子的行进。他们是第一个尝试实时测量蒸气化学签名的人,以了解控制该过程的过程全球水周期。新墨西哥大学的助理教授加尔维斯基说:“没有其他地方可以进行这些测量。” “太平洋中间的乐器可以告诉我们有关整个的信息北半球,”他说。长山宽敞的山顶经历了数百公里外的潮湿。 “从这个高栖息之中,您可以看到下面的云与上面的晴朗(低湿度)天空之间的实际边界。它令人鼓舞;您可以看到自己的测量结果。”科罗拉多大学博尔德大学的助理教授,环境科学研究所合作研究所的副教授。
查尔斯·基林(Charles Keeling),先驱
Mauna Loa的独特高度和隔离是50年前选择山的第一个连续二氧化碳测量值的原因。由查尔斯·基林(Charles Keeling)开创的,测量结果表明,二氧化碳的全球浓度正在上升,并且速度不断提高。原始仪器仍然居住在莫纳洛观测站主站隔壁的一栋小建筑物中。 Noone说:“我想认为我们正在关注Keeling的脚步。”实际上,通过其国家科学基金会资助的现场工作,Noone和Galewksy正在监视同样重要的温室气体。像二氧化碳一样,水蒸气也将热量捕获并辐射到行星。他们说,了解控制大气湿度的过程对于预测未来全球变暖的程度至关重要。没有人解释说:“毫无疑问,二氧化碳正在推动我们星球的气候变化,但是我们看到的许多变化是由于水循环的变化以及空气中的水蒸气量所致。”
实时大气同位素
为了跟踪Mauna Loa融合的水分,科学家研究了由氧和氢同位素创建的独特线索,这是由额外的中子降低的元素的变化。具有重原子的水分子优先凝结。科学家利用这一事实来确定云形成和降水是否影响了空气,并确定其行进路径。通过这种方式,它们创建了Water在气氛中的旅程。但是有了测量大气的想法同位素实时仍然是新的,科学家没有给实验机会。他们使用每种可用的仪器来测量重氧气和氢的浓度:三个自主,激光分析仪,两个卫星,一系列手持式烧瓶,以及由外科管和鱼缸零件操纵的自制,干燥的冰冷,水陷阱。 “我有(用玻璃陷阱)戳自己的景象,在莫纳·洛阿(Mauna Loa)的马鞍道中间昏迷不醒,”像没有人的人一样,他是气候建模者,大部分时间都花在电脑前,而不是在田野上。与新的分析仪相反,必须在物理上运行陷阱和烧瓶样品,并定时与不频繁的卫星立交桥一致。对于科学家来说,不幸的是,这意味着在Mauna Loa的干熔岩田中的温度在冰冻附近倾斜时,在凌晨2:00取样。在半夜的两个小时内,陷阱必须在不断喂食的干冰的吸烟鸡尾酒中沐浴。没有误会实时分析仪的魅力,这些魅力从车站大楼的一个架子上稳步嗡嗡作响,每隔几秒钟收集数据。
衡量对气候变化的反应
回到大陆,Noone和Galewsky将与同事合作NASA的喷射推进实验室比较了地面仪器的测量值与NASA Aura卫星“ See see”上的对流层发射光谱仪的测量值。这种“地面流动”将帮助他们使用远程观测来在全球范围内跟踪水蒸气,并随着行星的温暖而诊断水周期的巨大变化。新的实时分析仪为科学家提供了另一个机会:在Mauna Loa等关键位置进行大气湿度进行广泛测量的能力。 Noone和Galewsky认为,这种测量最终可能会发展为水蒸气的长期监测工作,类似于受Keeling早期工作启发的全球二氧化碳监测计划。 NOONE说:“测量水蒸气中的同位素的优势是,测量值可以帮助我们了解水周期对气候变化的响应,而不仅仅是二氧化碳测量所提供的强迫。”
Noone和Galewsky建议,除了他们在Mauna Loa的初步实地试验外,建立一个新的,正在进行的全球蒸气跟踪网络将有助于气候科学家监视由于CO2的发射引起的行星变暖的方式。他们将能够衡量人类活动和对气候变化的其他影响如何在天气和气候中的作用。
编者注: 这项研究得到了国家科学基金会的支持(NSF),联邦机构负责在科学和工程领域的所有领域资助基础研究和教育。看到幕后存档。