W poprzednim artykule pisałem o gazach cieplarnianych, które są jednym z powodów globalnego ocieplenia. W nawiązaniu do niego chciałbym poruszyć kwestię pomiaru zawartości dwutlenku węgla w atmosferze z poziomu orbity. Jest to ważna kwestia, ponieważ okazało się, że dokładne badania klimatyczne nie są możliwe na powierzchni Ziemi.
Rys. 1. Logo orbitalnego obserwatorium, NASA
Jest rok 2009. W ostatnich dniach lutego, satelicie OCO (Orbiting Carbon Observatory), skonstruowanej przez laboratorium napędu odrzutowego w NASA, nie udaje się dotrzeć do orbity w wyniku awarii owiewki pojazdu wznoszącego. Budżet prezydencki, planowany na kolejny rok, przewiduje ponowną próbę umieszczenia obserwatorium na orbicie. Satelita OCO-2 dociera do celu 2 lipca 2014 w doskonałym stanie technicznym i rozpoczyna swoją misję[1]. Dzięki aparaturze na nim umieszczonej, z niespotykaną dotąd dokładnością mierzy zawartość dwutlenku węgla w atmosferze.
OCO-2 wyposażony jest w trzy spektrometry siatkowe. Są to urządzenia służące do analizy właściwości konkretnych pasm widma elektromagnetycznego. Pomiar jest możliwy dzięki siatce dyfrakcyjnej[2], która rozszczepia światło na składowe długości fal – kolory. Dwutlenek węgla, ze względu na swoją budowę, pochłania promieniowanie z zakresu tzw. bliskiej podczerwieni. Większa ilość CO2 na drodze światła, przejawia się spadkiem intensywności promieniowania – o określonej długości fali, odbieranego przez detektory. W związku z tym OCO-2, wyposażone są w takie siatki dyfrakcyjne spektrometrów, aby reagowały tylko na pasma[3], w których absorbuje CO2 oraz cząsteczkowy tlen, którego stała zawartość w atmosferze służy za punkt odniesienia.
Orbitalne obserwatorium przemieszcza się wzdłuż południków. Każdego dnia przelatuje nad równikiem ok. godziny 13:35 lokalnego czasu, czyli w momencie, gdy nasłonecznienie jest bliskie maksimum. Więcej światła, odbitego od Ziemi, zapewnia lepszy stosunek sygnału do szumu, a co za tym idzie, dokładniejsze pomiary. Wysoka częstotliwość pomiarów gwarantuje rzetelne wyniki, nawet na obszarach, w których nierówności terenu lub chmury obniżają intensywność światła docierającego do spektrometrów.
OCO-2 dołączyło do zespołu satelitów zwanych A-Train lub konstelacją popołudniową. Prowadzą one obserwacje dotyczące pogody, klimatu i jego zmian. Formacja ta składa się obecnie z sześciu satelitów, lecących jeden za drugim. Co ciekawe, w każdej chwili może ona przyjąć nowy orbiter w swoje szeregi. Każdy z nich to źródło bezcennych danych, wzbogacających naszą wiedzę i pomagających zrozumieć mechanizmy, które rządzą naszą planetą oraz gospodarować nią.
Cz.1 http://wiedza.alkahest.umcs.pl/globalne-ocieplenie-morderca-waszych-wnuczat/
Cz.2 http://wiedza.alkahest.umcs.pl/dwutlenek-wegla-niewidzialny-sabotazysta/
- http://oco.jpl.nasa.gov/newsoco/index.cfm?fuseaction=ShowNews&newsID=107
- Siatka dyfrakcyjna to seria rys wytworzonych w odpowiednim materiale. Może rozszczepiać światło przechodzące przez nią bądź odbite.
- Użyto liczby mnogiej, ponieważ cząsteczka dwutlenku węgla posiada trzy stopnie swobody, czyli sposoby drgań. Każdy z nich jest pobudzany inną długością fali.
Opracował: Szczepan Głodzik
