Bildnachweis: NASA
Eine Reihe von NASA-Satelliten misst den Ozonspiegel in der Erdatmosphäre so genau, dass sie erkennen können, wo er natürlich vorkommt und wo er durch Verschmutzung verursacht wird. Zu den Satelliten gehörten Terra der NASA, Tropical Rainfall Measuring Mission, Earth Probe / TOMS und der ERS-2-Satellit der ESA. Sie konnten Brände und Blitze auf der ganzen Welt aufzeichnen. Die Wissenschaftler waren überrascht festzustellen, dass größere Mengen Ozon über dem tropischen Atlantik tatsächlich durch Blitzeinschläge und nicht wie ursprünglich durch Verschmutzung gebildet wurden.
Während der Sommerzeit bildet sich in den meisten großen US-Städten Ozon in der Nähe der Erdoberfläche, wenn sich Sonnenlicht und Wärme mit Autoabgasen und anderen Verschmutzungen vermischen, was dazu führt, dass Gesundheitsbeamte „Ozonwarnungen“ ausgeben. Aber in anderen Teilen der Welt, wie dem tropischen Atlantik, scheint dieses Ozon mit niedrigem Gehalt auf natürliche Weise auf eine Weise zu entstehen, die Wissenschaftler verwirrt hat. Jetzt können von der NASA finanzierte Wissenschaftler, die vier Satelliten verwenden, feststellen, woher die geringe Ozonbelastung stammt und ob sie von Menschenhand oder natürlich hergestellt wurde.
Der Atmosphärenforscher David Edwards und seine Kollegen vom Nationalen Zentrum für Atmosphärenforschung (NCAR) sowie Mitarbeiter in Kanada und Europa haben dieses Problem anhand von Satellitendaten von drei NASA-Raumfahrzeugen, eines von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und einem Computermodell von untersucht NCAR. Sie waren überrascht festzustellen, dass eine größere Menge oberflächennahen Ozons über dem tropischen Atlantik durch Blitze entsteht, anstatt durch Verbrennung landwirtschaftlicher und fossiler Brennstoffe.
Ihre Ergebnisse wurden kürzlich in einer Ausgabe des Journal of Geophysical Research Atmospheres der American Geophysical Union veröffentlicht. Die Bildung von Ozon ist mit mehreren Faktoren verbunden, wie z. B. Blitzschlag und Verschmutzung durch Verbrennung landwirtschaftlicher und fossiler Brennstoffe. Daher war es hilfreich, die mehreren Satelliten der NASA zu verwenden, um sie nacheinander zu betrachten.
Zu den NASA-Satelliten gehörten Terra, die Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) und Earth Probe / TOMS. Der ERS-2-Satellit der ESA wurde auch zur Untersuchung von Ozon verwendet, und das Computermodell MOZART-2 (Modell für OZone und verwandte chemische Tracer) von NCAR wurde verwendet, um die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre zu simulieren.
Da die verschiedenen Satelliteninstrumente Brände, Blitzschläge und die daraus resultierende Verschmutzung bzw. das Ozon in der Atmosphäre erkennen konnten, konnten sie aus der Vogelperspektive sehen, was vor sich ging, und das Computermodell half dabei, alle Teile zusammenzubinden.
Brände erzeugen Rauch und Kohlenmonoxid, und Blitze erzeugen Stickoxide (NOx). All dies kommt zusammen mit anderen instabilen Verbindungen in einer chemischen Suppe zusammen, und Sonnenlicht löst die Reaktion aus, die zur Bildung von Ozon beiträgt. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass zu Beginn des Jahres die intensiven Brände der Landwirte für die Rodung und den traditionellen Anbau im Nordwesten Afrikas südlich der Sahara zu großen Verschmutzungen führten, die sie mithilfe von Satelliten verfolgen konnten Bilder, wie es sich über den Atlantik in Richtung Südamerika ausbreitete. Diese Verschmutzung erhöhte das Ozon in geringen Höhen in der Nähe der Brände erheblich.
Als Edwards und seine Kollegen jedoch Gebiete mit erhöhten Ozonwerten betrachteten, die von Satelliten und Flugzeugen über dem Atlantik südlich des Äquators gemessen wurden, stellten sie mehr überrascht fest, dass dieses Ozon hauptsächlich durch Blitze und nicht durch Brände verursacht wurde.
In anderen Teilen der Welt, insbesondere in der Nähe von Städten, wird Ozon in der Nähe der Erdoberfläche häufig durch Verschmutzung durch industrielle Verbrennung fossiler Brennstoffe und Autos erzeugt. Es ist wichtig zu verstehen, woher die Verschmutzung in jedem Fall kommt, um unsere Luftqualität zu verbessern.
Das Instrument der NASA zur Messung der Verschmutzung in der Troposphäre (MOPITT) an Bord des Terra-Satelliten ist eine gemeinsame Mission der NASA und der kanadischen Weltraumbehörde, bei der die Kohlenmonoxidkonzentrationen auf verschiedenen Ebenen der Atmosphäre gemessen wurden. Das TOMS-Instrument auf EP / TOMS maß tropisches troposphärisches Ozon über dem mittleren Atlantik. Der TRMM-Satellit zählte die Anzahl der Brände in einer Region mit seinem Visible / Infrared Scanner (VIRS) und katalogisierte auch Blitzdaten von seinem Lightning Imaging Sensor (LIS). Die Satellitendaten wurden dann unter Verwendung des MOZART-2-Computermodells interpretiert.
Früher verwendeten Wissenschaftler TOMS-Beobachtungen, um eine allgemeine Vorstellung davon zu erhalten, wo die Ozonwerte in der Troposphäre hoch waren. Es war jedoch oft schwierig zu sagen, woher das Ozon stammte und welche Verschmutzungsquelle oder welcher natürliche Prozess zu seiner Entstehung führte. Erst kürzlich hat die 4-Satelliten-Kombination es Wissenschaftlern ermöglicht, diese Unterscheidung zu treffen.
Diese Forschung wurde vom Earth Science Enterprise (ESE) der NASA in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation, dem Sponsor von NCAR, finanziert. Die ESE der NASA widmet sich dem Verständnis der Erde als integriertes System und der Anwendung der Erdsystemwissenschaft, um die Vorhersage von Klima-, Wetter- und Naturgefahren unter Verwendung des einzigartigen Blickwinkels des Weltraums zu verbessern.
Ursprüngliche Quelle: NASA-Pressemitteilung
