Človeško oko je ne more videti, vendar predstavlja velik del energije, ki jo naš planet oddaja v vesolje. Nasina satelita PREFIRE sta zbrala dve leti meritev daljne infrardeče toplote nad Arktiko in Antarktiko ter razkrila njeno spreminjanje skozi letne čase. Podatki bi lahko znanstvenikom pomagali bolje razumeti dogajanje na polih ter izboljšati vremenske in podnebne modele.
Pogled na polarna območja Zemlje, kjer toplota uhaja v vesolje. (foto: Dnevne Novice / AI ilustracija)
Dve leti sta spremljala najhladnejša območja planeta
Na skrajnem severu in jugu Zemlje se temperature skozi leto močno spreminjajo. Nova opazovanja pa znanstvenikom omogočajo, da dogajanje spremljajo v delu elektromagnetnega spektra, ki ga človeško oko ne zazna.
Nasina misija PREFIRE oziroma Polar Radiant Energy in the Far-InfraRed Experiment uporablja dva majhna satelita CubeSat. Znanstvene podatke sta začela zbirati julija 2024, zdaj pa meritve zajemajo že dva popolna sezonska cikla na obeh polih.
Nove vizualizacije, ki jih je objavil NASA Earth Observatory, prikazujejo spreminjanje površinskih temperatur Arktike in Antarktike skozi letne čase. Ker pola ležita na nasprotnih poloblah, njune sezone potekajo ob različnih časih, precej pa se razlikujejo tudi temperaturna nihanja.
Kaj pravzaprav pomeni »nevidna toplota«?
Zemlja prejema energijo od Sonca, del te energije pa nato oddaja nazaj v obliki infrardečega sevanja. Ta energija prehaja med površjem in ozračjem, njen del pa nazadnje zapusti naš planet.
Človeške oči infrardečega sevanja ne zaznajo. Prav zato govorimo o »nevidni« toploti – energiji, ki je brez posebnih instrumentov ne moremo videti, vendar je pomemben del Zemljinega energijskega ravnovesja.
Skoraj 60 odstotkov toplote, ki jo Zemlja oddaja, je v daljnem infrardečem spektru
Eden najbolj zanimivih podatkov misije PREFIRE je povezan z daljnim infrardečim sevanjem. Po navedbah Nase ta del spektra predstavlja skoraj 60 odstotkov energije, ki jo Zemlja izgublja v vesolje.
Kljub njegovemu velikemu pomenu tega dela elektromagnetnega spektra doslej nismo celovito merili na globalni ravni. Prav to vrzel želi zapolniti PREFIRE, saj njegova instrumenta omogočata meritve v območju, ki je bilo za znanstvenike dolgo precej težje dostopno.
Pola imata pomembno vlogo pri oddajanju Zemljine toplote
Toplota na našem planetu ni razporejena enakomerno. Atmosfersko in oceansko kroženje prenaša energijo iz toplejših tropskih območij proti poloma, kjer se njen del odda v vesolje.
Dogajanje na Arktiki in Antarktiki zato ni pomembno samo za območja, prekrita z ledom. Spremembe količine energije, ki jo polarna območja prejmejo, zadržijo ali oddajo, so del veliko širšega podnebnega sistema.
Spremembe Zemljinega energijskega ravnovesja so tesno povezane tudi s širšimi podnebnimi procesi. Na Dnevnih Novicah smo že podrobneje pisali o segrevanju planeta, toplogrednih plinih in temperaturi morja.
Majhna satelita opravljata veliko nalogo
Posebnost misije PREFIRE je tudi njena tehnologija. Namesto enega velikega satelita misijo sestavljata dva majhna CubeSata, opremljena z instrumentoma za merjenje infrardečega sevanja.
Po podatkih NASA PREFIRE misijo sestavljata dva majhna satelita CubeSat, namenjena merjenju slabo raziskanega dela toplotne energije, ki jo Zemlja oddaja v vesolje. Podatki pomagajo znanstvenikom bolje razumeti izgubo morskega ledu, taljenje ledenih plošč in spremembe na Arktiki.
Uporaba dveh majhnih satelitov omogoča pogostejša opazovanja istih območij, kar raziskovalcem pomaga spremljati spremembe v različnih časovnih obdobjih.
Zakaj so meritve nad poloma tako pomembne?
Zemljin energijski proračun lahko poenostavljeno razumemo kot razmerje med energijo, ki jo planet prejme od Sonca, in energijo, ki jo odda nazaj v vesolje. Če se to ravnovesje spremeni, se lahko skozi daljše obdobje spreminja tudi temperatura planeta.
Podatki PREFIRE omogočajo podrobnejše spremljanje tega procesa prav nad Arktiko in Antarktiko. Raziskovalci želijo bolje razumeti, kako oblaki, vodna para, morski led in površje vplivajo na količino toplote, ki zapusti Zemljo.
Pri NASA Jet Propulsion Laboratory poudarjajo, da lahko meritve PREFIRE izboljšajo razumevanje polarnega okolja ter podatke, ki se uporabljajo v vremenskih in podnebnih modelih. Boljše poznavanje izmenjave energije bi lahko pomagalo tudi pri napovedovanju prihodnjih sprememb ledu, vremena in podnebja.
Kaj novega razkrivajo podatki PREFIRE?
PREFIRE ni odkril dejstva, da Zemlja oddaja infrardečo energijo – znanstveniki to vedo že dolgo. Novost so podrobne meritve daljnega infrardečega sevanja nad poloma in podatki, ki zdaj zajemajo dva popolna sezonska cikla Arktike in Antarktike.
Raziskovalci lahko zato primerjajo, kako se temperature in oddajanje energije spreminjajo skozi različne dele leta. Prav v tem je velika znanstvena vrednost misije: v neposrednih meritvah dela Zemljinega energijskega sistema, o katerem so imeli raziskovalci doslej precej manj podatkov.
Nevidni del Zemljinega podnebnega sistema postaja viden
Dva majhna satelita tako opravljata nalogo, ki je s prostim očesom nemogoča. Po dveh letih opazovanj znanstvenikom ponujata podrobnejši pogled na Arktiko in Antarktiko ter podatke, ki lahko pomagajo pojasniti vlogo polarnih območij pri Zemljinem energijskem ravnovesju.
Ključna ugotovitev meritev PREFIRE je, da lahko znanstveniki zdaj podrobneje spremljajo daljno infrardečo energijo nad Arktiko in Antarktiko ter bolje razumejo, kako Zemlja skozi polarna območja oddaja toploto v vesolje.