Новый подход раскрывает детали о свойствах аэрозолей в труднодоступных для отбора проб областях атмосферы

Пространственное распределение атмосферных аэрозольных частиц играет огромную роль во взаимодействиях аэрозоль–излучение–облака. Однако недостаточный отбор проб из пограничного слоя атмосферы и нижней свободной тропосферы оставляет значительные пробелы в прогнозах антропогенных изменений энергетического баланса атмосферы.

Межведомственная команда представила новый подход, объединяющий отбор проб и измерения in situ с помощью беспилотных авиационных систем (БАС) с передовым методом трехмерного химического анализа (вторичная ионная масс-спектрометрия с временем пролета). Это позволяет собирать данные и образцы из реальной атмосферы для лабораторного анализа, предоставляя новые возможности для научного понимания и повышения точности атмосферных моделей. Результаты опубликованы в Bulletin of the American Meteorological Society.

Этот подход демонстрирует большой потенциал для ограничения модельных симуляций на уровне процессов за счет интеграции наблюдательных возможностей БАС и передового химического анализа. Команда использовала БАС для получения пространственных данных о микрофизических и оптических свойствах аэрозолей в районе атмосферной обсерватории Южных Великих равнин в Оклахоме, относящейся к пользовательскому объекту Atmospheric Radiation Measurement (ARM).

Полетные данные подчеркивают важность характеристики химического состава и поверхностных свойств аэрозолей для последующего моделирования влияния их микрофизических и оптических свойств на радиационное воздействие. Интеграция расширенной химической информации с вертикальными профилями микрофизических свойств аэрозолей позволяет повысить точность крупномасштабных симуляций их влияния на облака и радиационный баланс.

Кроме того, интеграция новых методов химического анализа из Environmental Molecular Sciences Laboratory (EMSL), который, как и ARM, является пользовательским объектом Управления науки Министерства энергетики США, расширяет возможности аэронаблюдений ARM. Вместе эти методы способствуют совершенствованию моделей взаимодействий аэрозоль–излучение–облака.