Беспилотные летательные аппараты дают новое представление о формировании мельчайших частиц в Арктике
Исследования атмосферы с помощью беспилотных мини-самолетов могут внести значительный вклад в изучение причин изменения климата в Арктике, поскольку они обеспечивают доступ к приземным слоям воздуха, не охваченным другими измерительными станциями. К такому выводу пришла немецкая исследовательская группа по результатам недавних измерений на Шпицбергене. Удалось наблюдать образование в воздухе новых частиц, которые впоследствии могут эволюционировать в облака и влиять на изменение климата. Измерения на Шпицбергене, которые продлятся до конца мая, стали первым совместным применением разработанных в Германии мини-исследовательских самолетов в полярном регионе.
В последние годы Арктика все больше становится в центре внимания климатических исследований, поскольку наблюдаемые там изменения климата оказывают гораздо более сильное воздействие, чем в других регионах. Причины кроются в сложных взаимодействиях между атмосферой, морским льдом и океаном. Ученые из Технического университета Брауншвейга, Института тропосферных исследований им. Лейбница в Лейпциге и Университета Тюбингена с середины апреля проводят измерения с беспилотными летательными системами в Ню-Олесунне на Шпицбергене. Проект поддерживается Институтом Альфреда Вегенера.
В рамках проекта, финансируемого Немецким исследовательским фондом (DFG), изучается, в частности, корреляция между мелкомасштабной атмосферной турбулентностью и образованием мельчайших аэрозольных частиц, которые могут формироваться из газов. Поскольку эти мелкие частицы могут расти, а затем рассеивать свет и влиять на образование облаков, они играют важную роль в климате.
Первые оценки показывают различные сценарии, ведущие к образованию новых частиц в атмосфере: либо это происходит одновременно во всех исследуемых слоях воздуха между землей и высотой 850 метров, либо начинается в определенном слое и продолжается оттуда. Второй случай невозможно наблюдать с помощью стационарных измерительных станций в Ню-Олесунде и на близлежащей горе Цеппелин, которые работают непрерывно в течение многих лет.
«Измерения с беспилотными самолетами представляют собой связующее звено между измерениями на различных площадках в Ню-Олесунде и на соседней горе Цеппелин и, таким образом, закрывают пробел в знаниях о распределении и транспортных процессах в атмосфере», — объясняет доктор Астрид Ламперт из Технического университета Брауншвейга, координировавшая кампанию.
Измерительная кампания стала третьим крупным исследованием с использованием системы беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) ALADINA, разработанной в Институте аэрокосмических систем Технического университета Брауншвейга. ALADINA имеет размах крыльев 3,6 метра, весит 25 килограммов и может перевозить до 3 килограммов полезной нагрузки. Особенность этого самолета — его оснащение миниатюрными устройствами для измерения частиц, разработанными в Институте тропосферных исследований им. Лейбница.
Университет Тюбингена также использовал в своей кампании на Шпицбергене БПЛА MASC, специализирующиеся на высокоточном измерении атмосферной турбулентности. Турбулентность является важным процессом в образовании частиц. Для понимания различных процессов, которые могут индуцировать образование частиц, теперь необходим подробный анализ данных измерений, который станет основной задачей ученых на ближайшие месяцы.