Исследователи изучают влияние инверсионных следов на климат с помощью технологии LiDAR
В небе над Вирджинией часто можно наблюдать инверсионные следы — облакоподобные полосы сконденсированной воды, оставляемые самолетами на большой высоте. Некоторые рассеиваются за минуты, но в зависимости от погоды или времени суток другие могут сохраняться часами или развиваться в перистые облака. Это создает неопределенность в понимании их точного влияния на окружающую среду, и ученые изучают, как они могут удерживать тепло в атмосфере.
Для этого исследователи из Исследовательского центра NASA Лэнгли совместно с GE Aerospace проводят детальное изучение эффектов инверсионных следов. Используя технологию LiDAR (лазерного зондирования и определения дальности), они с помощью мощного лазера, установленного под исследовательским самолетом, получали поперечные сечения следа, оставленного самолетом GE. Это позволило увидеть структуры, которые могут быть не видны с земли. LiDAR создает двумерный «занавес» для измерения водяного пара, показывая, где атмосфера более насыщена. На основе этих изображений ученые могут оценить толщину следов и условия, порождающие наиболее проблемные их варианты.
«Мы склонны думать об этих следах как просто о двух кругах льда, но всё намного сложнее», — отметил Рич Мур, научный сотрудник и главный исследователь программы. «Впервые мы можем как бы приоткрыть эту завесу и увидеть часть скрытой сложности». Как пояснила Кэсси Миллер, старший инженер программы GE RISE (Revolutionary Innovation for Sustainable Engines), ярко-белые инверсионные следы во многих случаях отражают солнечный свет, что обычно охлаждает атмосферу. Однако если они формируются или сохраняются после наступления темноты, когда отражение солнечного света невозможно, они начинают удерживать тепло. Тип поверхности под следом (море или суша) также может влиять на его свойства. Эксперименты NASA и GE помогут получить более точные данные.
«Многие люди смотрят в небо: в некоторые дни видны следы, в другие — нет. Это зависит от погоды, но большинство не задумывается об их влиянии на климат», — сказала Миллер. «В индустрии и среди ученых-атмосферников растет консенсус, что они оказывают согревающее воздействие на климат, но сохраняется большая неопределенность. Люди знакомы с выбросами CO₂. Как влияние инверсионного следа сравнивается с ними? Оно того же масштаба или другой величины? Это часть того, что мы пытаемся выяснить в этой кампании».
По словам Мура, данные эксперимента можно использовать для картирования областей с наиболее благоприятными условиями для образования следов и прокладки маршрутов, позволяющих их избегать. Результаты также будут использованы в исследованиях по созданию более экологичных авиационных двигателей. «Мы очень заинтересованы и озабочены расходом топлива и выбросами CO₂ от авиации, которые, как мы знаем, влияют на климат. Помимо этого, мы также начинаем гораздо больше беспокоиться об инверсионных следах», — сказал Мур. «Причина в том, что современные глобальные модели говорят нам, что влияние инверсионных следов и вызванных авиацией перистых облаков на климат по согревающему эффекту сравнимо с воздействием всей авиации за последнее столетие — с начала реактивной эры. CO₂ сохраняется в атмосфере около 100 лет после выброса, поэтому мы крайне заинтересованы в повышении топливной эффективности. Но нам также необходимо в какой-то момент озаботиться сокращением инверсионных следов».