Wasserspiele, die überraschende Rolle im Klimawandel

Behind the Scenes Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

Mit ihren Meeresschildkröten und Surf-Shops ähnelt der Big Island von Hawaii eine tropische, wässrige Welt. Noch für Klimaforscher ist es der ideale Ort zum studieren, geringer Luftfeuchtigkeit Luft und die Prozesse, die die Atmosphäre zu entwässern.

Von der riesigen Kuppel des Mauna Loa – 11.000 Fuß über Kokospalmen gesäumte Strände Hawaiis-Klimaforscher David Noone und Joe Galewsky können verfolgen, Wasserdampf, der so weit wie der Äquator und Pol gereist ist. Sie sind die ersten, die versuchen, vapors chemische Signatur in Echtzeit zu messen um zu verstehen, die Prozesse der globalen Wasserkreislauf.

"Es gibt keinen anderen Ort, die Sie ergreifen könnten, diese Messungen", sagt Galewsky, Assistant Professor an der University of New Mexico. "Ein Instrument hier mitten im Pazifik uns Informationen über die gesamte Nordhalbkugel erzählen kann", sagt er.

Drohend über den Ebenen des lokalen Wetters, Erfahrungen expansive Gipfel Mauna Loa Luft letzten feuchten Hunderte von Kilometern entfernt. "Aus dieser hohen Barsch sehen Sie die eigentliche Grenze zwischen den Wolken unten und der Himmel klar [niedrige Luftfeuchtigkeit]. Es ist inspirierend; Sie können sehen, was Sie messen,"sagt niemand, Assistant Professor an der University of Colorado in Boulder und Mitglied der Genossenschaft Institut für Umweltwissenschaften.

Charles Keeling, pioneer

Mauna Loa einzigartige Höhe und Isolation sind den gleichen Gründen, die der Berg für die erste kontinuierliche CO2-Messungen vor 50 Jahren ausgewählt wurde. Pionierarbeit von Charles Keeling, zeigen die Messungen globale CO2-Konzentrationen auf dem Vormarsch und Tempo überhaupt Beschleunigung. Das ursprüngliche Instrument befindet sich noch in einem kleinen Gebäude neben dem Hauptbahnhof von Mauna Loa Observatorium. "Ich möchte glauben, dass wir in Keeling Fußstapfen folgen", sagt niemand.

In der Tat durch die National Science Foundation finanzierte Feldarbeit beobachten Noone und Galewksy eine ebenso wichtige Treibhausgase. Wie CO2 Wasserdampf auch fallen und strahlt Wärme zurück in Richtung des Planeten. Das Verständnis der Prozesse, die Luftfeuchtigkeit, Steuern sie sagen, entscheidend für den Grad der zukünftigen globalen Erwärmung zu projizieren werden.

"Es ist keine Frage CO2 Änderungen in das Klima unseres Planeten, treibt" niemand erklärt, "aber eine Menge von Änderungen, die wir sehen sind durch Veränderungen im Wasserkreislauf, und die Menge an Wasserdampf in der Luft."

Atmosphärische Isotope in Echtzeit

Um die Feuchtigkeit konvergierenden auf Mauna Loa zu verfolgen, die Wissenschaftler untersuchen die eindeutige Hinweise erstellt von Sauerstoff und Wasserstoff-Isotopen-Variationen der Elemente, die durch zusätzliche Neutronen belastet sind. Wasser-Moleküle mit schweren Atome kondensieren bevorzugt. Die Wissenschaftler nutzen diese Tatsache, um festzustellen, ob Wolkenbildung und Niederschlag sowie die Luft beeinflusst haben, den Pfad zu identifizieren, auf dem es gereist. Auf diese Weise erstellen sie Karten von Reise des Wassers durch die Atmosphäre.

Aber mit der Idee zur Messung der atmosphärischen Isotope in Echtzeit noch neu, die Wissenschaftler überlassen nichts dem experimentellen Zufall. Nutzen sie alle ihnen zur Verfügung stehenden Instrumente zur Messung der Konzentration von schweren Sauerstoff und Wasserstoff: drei autonomen, Laser-basierte Analysatoren, zwei Satelliten, eine Reihe von handgeführten Fläschchen und selbst gebaute, Trockeneis gekühlte Wasserfallen manipuliert aus chirurgischen Schläuche und Fisch Tank teilen.

"Ich habe Visionen von stach mir in die Hand [mit einer Glas-Falle] und lag bewusstlos in der Mitte die Saddle Road auf Mauna Loa," Witze Galewsky, die wie niemand ist ein Klima-Modellierer und verbringt die meiste seiner Zeit vor dem Computer, nicht auf dem Feld.

Im Gegensatz zu den neuen Analysatoren müssen die Trap und Kolben Proben physisch ausgeführt und zeitlich zusammenfallen mit selten Sat-Überführungen. Leider für die Wissenschaftler bedeutet dies, Entnahme von Proben auf 02:00, wenn Temperaturen auf Mauna Loa Lavafelder getrocknet Bad nahe dem Gefrierpunkt. Für zwei Stunden mitten in der Nacht müssen die fallen in einem Raucher-Cocktail von Trockeneis gebadet werden, die kontinuierlich zugeführt wird.

Es ist nicht zu verkennen, den Reiz der Echtzeit-Analysatoren, die ständig von einem Regal in der Station Gebäude, sammeln von Daten alle paar Sekunden Summen.

Messung der Reaktion auf den Klimawandel

Zurück auf dem Kontinent arbeiten niemand Galewsky mit Kollegen am Jet Propulsion Laboratory der NASA Messungen aus den bodengebundenen Instrumenten gegen welche der troposphärischen Emissionsspektrometer auf Aura-Satelliten der NASA vergleichen "sieht." und Dieses "Boden-Fernforschung" hilft ihnen, verwenden die entfernten Beobachtungen zu verfolgen Wasserdampf auf globaler Ebene und große Veränderungen im Wasserkreislauf zu diagnostizieren, da der Planet erwärmt.

Der neue Echtzeit-Analysatoren bieten die Wissenschaftler eine weitere Möglichkeit: die Möglichkeit, umfangreiche Messungen der Luftfeuchtigkeit an wichtigen Standorten wie Mauna Loa machen. Noone und Galewsky glauben, dass solche Messungen schließlich zu langfristigen Überwachung Bemühungen für Wasserdampf, ähnlich wie die globalen CO2-monitoring Programm inspiriert von Keeling Frühwerk entwickeln könnte.

"Den Vorteil der Messung der Isotope im Wasserdampf," sagt niemand, "ist, dass die Messungen helfen können uns die Antwort des Wasserkreislaufs, Klimawandel, und nicht nur die zwingt, zu verstehen, welche CO2-Messungen liefern."

Noone und Galewsky zufolge über ihre ersten Feldversuch am Mauna Loa, entfaltet die Einrichtung ein neuen und laufenden globalen Dampf-Tracking Klimaforscher, die Art und Weise die planetaren Erwärmung durch CO2-Emissionen zu überwachen helfen würde. Sie wäre in der Lage, wie menschliche Aktivitäten zu messen und andere Einflüsse auf das Klima ändern Sie die Rolle des atmosphärischen Wassers in Wetter und Klima.

Gehen Sie für weitere Informationen zu http://cires.colorado.edu/science und für Videos, finden Sie hier.

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Anmerkung der Redaktion: Dieser Forschung wurde unterstützt durch die nationalen
Science Foundation (NSF), der Bundesagentur für grundlegende Finanzierung angeklagt
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