MEGACHIROTTERA: E-PEACE Esperimento sulla nuvola di aerosol emesso nel Pacifico orientale

lunedì 22 luglio 2019

E-PEACE Esperimento sulla nuvola di aerosol emesso nel Pacifico orientale

Figura: il percorso della nave pianificato per una velocità della nave di 12 m s-1 è mostrato sul primo (in basso) livello della griglia orizzontale. Il secondo livello (intermedio) mostra la distribuzione spaziale risultante di CN in uno strato limite profondo 300 m (basato sul nostro semplice modello di dispersione gaussiana e velocità del vento trasversale di 5 m s-1 con regione blu che indica <250 cm-3 e rosso regione che indica> 1000 cm-3). Il terzo livello (in alto) mostra le modifiche associate nel CDN relativo inferito dalla frazione di CN emesso dalla nave che è stimato essere CCN (con regione grigia che indica <100 cm-3 e regione bianca che indica> 500 cm-3). Sopra i contorni CDN del terzo (in alto) strato ci sono i voli Twin Otter pianificati per il campionamento nel cloud, incluso il tempo comparabile nella traccia e le concentrazioni di fondo. Le emissioni modellate della nave di 1016 s-1 si trovano nella parte bassa delle precedenti osservazioni [Hobbs et al., 2000; Frick e Hoppel, 2000].

PI: Lynn M. Russell; Lead Institution: University of California San Diego (UCSD)
CoPIs and Collaborating Institutions:
John H. Seinfeld, California Institute of Technology (CIT)
Bruce Albrecht, University of Miami (UM)
Armin Sorooshian, University of Arizona (UA)

Merito intellettuale

Le particelle nell'atmosfera svolgono un ruolo chiave nella formazione delle nubi, fungendo da nuclei per le gocce d'acqua. Le nuvole svolgono un ruolo importante nell'assorbire e riflettere il calore, quindi possono potenzialmente mitigare o esacerbare il riscaldamento globale. Le interazioni di radiazione di aerosol-nube sono ampiamente considerate come la principale fonte di incertezza nelle proiezioni sul modello climatico dei futuri cambiamenti climatici a causa dell'aumento delle emissioni antropogeniche (IPCC, 2007). Le cause alla base di questa incertezza tra le previsioni modellate sul clima sono le lacune nella nostra comprensione fondamentale dei processi del cloud. Ci sono stati progressi significativi con entrambe le osservazioni e modelli su queste importanti questioni. Tuttavia, mentre gli aspetti qualitativi degli effetti indiretti di aerosol sulle nuvole di Twomey, Albrecht e Ackerman sono ben noti, la rappresentazione quantitativa di questi processi è non banale e limita la nostra capacità di rappresentarli nei modelli climatici globali (GCM), risultando nella maggiori incertezze nelle previsioni del clima futuro. Data la tempestività di queste domande per far progredire i GCM, è essenziale affrontare le domande senza risposta nella risposta dinamica delle nubi alle perturbazioni dell'aerosol.

Il nostro approccio proposto è una campagna aeronautica mirata con studi di modellazione integrati per informare la pianificazione dell'esperimento e facilitare l'interpretazione dei risultati. Lo studio utilizzerà il Centro per aerei interdisciplinari di pilotaggio aerospaziale a distanza (CIRPAS) nel luglio 2011 al largo della costa di Monterey, in California, con un carico utile completo di strumenti per misurare il numero di particelle e nubi, le distribuzioni di massa e di composizione. Come parte di questo progetto, ci proponiamo di ampliare l'ambito di uno studio basato sugli aeromobili basato su meteorologia ONR di stratocumuli marini con tre nuovi e importanti studi aggiuntivi focalizzati sul clima:

(1) Rilascio controllato e distribuzione atmosferica di tre diversi intervalli di particelle in volo (Albrecht) e su o da una nave dedicata (Russell)
(2) Studi di modellazione di grandi Eddy Simulations (LES, Seinfeld) e Aerosol-Cloud Parcel (ACP, Russell) vincolati dalle osservazioni per testare la nostra capacità di predire quantitativamente la risposta dinamica all'aumento delle concentrazioni di particelle nell'atmosfera naturale
(3) Analisi satellitari (Sorooshian) dello stratocumulo marino per limitare le proprietà radiative dei sistemi di nuvole naturali, perturbate e regionali

Russell, Seinfeld, Albrecht e Sorooshian apportano importanti competenze nello stato dell'arte di queste tecniche alla collaborazione proposta e il loro impegno a lavorare in modo collaborativo a questo progetto consentirà progressi nella comprensione delle risposte del cloud alle particelle.

Impatti più ampi
Gli impatti scientifici più ampi della ricerca proposta saranno la comprensione migliorata dei processi fondamentali della nuvola di aerosol che possono essere incorporati nei modelli climatici globali per informare meglio i responsabili delle decisioni. Gli impatti educativi più ampi della ricerca proposta saranno realizzati attraverso:

(1) Promozione dell'insegnamento, della formazione e dell'apprendimento attraverso lo sviluppo e il pilotaggio di un programma informale di educazione scientifica rivolto a un pubblico non sufficientemente formato

(2) Ampliata partecipazione dei gruppi sottorappresentati   in questo caso, pensionati e anziani   nella ricerca e nella divulgazione

(3) Potenziamento dell'infrastruttura per l'insegnamento attraverso partenariati con un'organizzazione educativa consolidata (Osher Lifelong Learning Institute)

(4) Ampia diffusione dei risultati attraverso presentazioni, pubblicazioni peer-reviewed e via web

(5) Benefici sociali in termini di migliore comprensione delle scienze del clima e delle relative questioni etiche