NASA, Dünya'nın enerji sistemini anlamaya yardımcı olmak için güneş tutulması için görünüyor.
Bu öğleden sonraydı, ama 3 Ağustos 1998'de Boulder, Colorado'da bir alanda karanlıktı. Kalın bir bulut ortaya çıktı ve aşağıdaki araziyi 30 dakikadan fazla kısalttı. İyi kalibre edilmiş radyometreler, araştırmacıların bu ilginç olayı bilgisayar modelleriyle simüle etmeye karar verdikleri, yer seviyesine ulaşan çok düşük seviyelerde ışık olduğunu gösterdi. Şimdi, Boulder'daki etkinlikten esinlenen 2017'de, NASA bilim adamları, dünyanın enerji sistemi hakkında daha fazla şey öğrenmek için ayın güneş tutulmasını keşfedecekler.
21 Ağustos 2017'de, bilim adamları, bu yıl Dünya'nın enerjisinin modelleme yeteneklerini geliştirmek için Amerika boyunca geçen toplam güneş tutulması arıyorlar. Baltimore'daki Morgan Eyalet Üniversitesi'nde çalışan bir NASA bilim adamı olan Guoyong Wen, tutulma öncesinde ve sonrasında yer ve uydudan veri toplayan bir ekipe liderlik ediyor. Bu nedenle, bu yılki tutmayı simüle eden gelişmiş bir bilgisayar modeliyle simüle edebilirler. D radyal transfer modeli. Eğer başarılı olursa, Wen ve ekibi, yere ulaşan güneş enerjisi miktarını ve Dünya'nın enerji sistemini ve bulutlarını düzenleyen en önemli oyunculardan biri hakkındaki anlayışımızı geliştirecek yeni hesaplamalar geliştirmeye yardımcı olacaktır.
Dünyanın enerji sistemi, güneşten gelen radyasyon ile yeryüzünden uzaya giden radyasyon arasındaki dengeyi korumak için sürekli bir danstır. Kalın ve ince olan bulutların rolü, enerji dengesi üzerindeki etkisinde önemlidir.
Dev bir bulut gibi, 2017 toplam güneş tutulması sırasında ay ABD'nin bir gezintisi boyunca büyük bir gölge oluşturacak. Wen ve ekibi, ayın boyutlarını ve ışık engelleyici özelliklerini zaten biliyorlar, ancak bu büyük gölgenin, özellikle gölgenin kenarlarında, Dünya yüzeyine ulaşan güneş ışığının miktarını nasıl etkilediğini öğrenmek için yer ve uzay araçlarını kullanacaklar.
Wen, “Bu, ölçümleri yeryüzünden ve mekândan ilk kez ABD'de Dünya'nın yüzüne yayılan gölgeyi simüle etmek ve Dünya'ya ulaşan enerjiyi hesaplamak için kullanabiliyoruz” dedi. Bilim adamları, daha önce tutulmalar sırasında yoğun atmosferik ölçümler yapmışlardır, ancak bu, Ulusal Okyanus ve Atmosfer İdaresi'nin Derin Uzay İklimi Gözlemevi'nin tanıtımı sayesinde, bir güneş tutulması sırasında güneş tuttuğunuz tüm dünyayı gözlemleyen bir uzay aracından ve yerden koordineli bir veri toplama fırsatıdır. (DSCOVR) Şubat 2015'te.
Bir güneş tutulması ve güneşin Dünya yüzeyine güneş ışığını tıkadığı sırada güneşi engelleyen ay iki farklı fenomen olsa da, her ikisi de etkilerini doğru olarak anlamak için benzer matematiksel hesaplamalar gerektirir. Wen, bu denemenin, mevcut model hesaplamalarını ve bulut bilgimizi, özellikle de herhangi bir zamanda gezegenin yaklaşık yüzde 30'unu kaplayan daha kalın, alçak irtifa bulutlarını geliştirmeye yardımcı olacağını tahmin ediyor.
Bu deneyde, Wen ve ekibi, 3-ışınlı bir aktarım modelinde toplam güneş tutulması simülasyonunu simüle edecek ve bu da bilim insanlarının enerjinin Dünya'da nasıl yayıldığını anlamasına yardımcı olacaktır. Şu anda, modeller bulutları bir boyutta tasvir etme eğilimindedir. Birçok durumda, bu tek boyutlu hesaplamalar atmosferi anlamak için kullanışlı fen modelleri oluşturabilir. Bazen, daha doğru sonuçlar sağlamak için üç boyutlu bir hesaplama gereklidir. En büyük fark, 3 boyutlu bulutların güneş enerjisini, yukarıdan ve aşağıdan ve ayrıca bulutların yanlarından dışarı doğru pek çok yönde yansıttığı ya da dağıttığıdır. Bu 3 boyutlu davranış, tek boyutlu bir modelin tahmin edemeyeceğinden, yere ulaşan farklı miktarlarda enerji ile sonuçlanır.
NASA'nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi'ndeki bilim adamı Jay Herman, “Bir önceki teknik üzerinde bir gelişme olup olmadığını görmek için 3-D matematiksel bir tekniğin bir testini yapabilme yeteneğini test ediyoruz” dedi. Greenbelt, Maryland ve projenin ortak araştırmacılarından. “Bu başarılı olursa, iklim modellerinde uygulamak için daha iyi bir aracımız olacak ve bunları sorulara ve Dünya'nın enerji bütçesi ve iklimine cevap vermek için kullanabiliriz.” Yaklaşan tutulma için, Wen ve ekibi üyeleri, birkaç yer enstrümanı ile tutulmadan önce ve hemen sonra Dünya'ya ve Dünya'dan iletilen enerji miktarı hakkında bilgi toplamak için Casper, Wyoming ve Columbia, Missouri'de konuşlandırılacaklar.
Yeryüzü temelli, NASA tarafından geliştirilen bir Pandora Spektrometre Enstrümanı, verilen herhangi bir dalga boyunun ne kadarı hakkında bilgi verecek ve bir piranometre, yüzeye doğru gelen tüm yönlerden toplam güneş enerjisini ölçecektir. Tutulmadan hemen önce ve sonra bilim adamları, 3 boyutlu modelde de kullanılan ozon, nitrojen dioksit ve küçük aerosol parçacıkları gibi atmosferdeki emici iz gazlarının miktarı gibi diğer bilgileri ölçeceklerdir.
Bu arada uzayda, NASA'nın Dünya Polikromatik Görüntüleme Kamerası ya da EPIC, DSCOVR uzay aracında yer alacak, Dünya'yı terk eden ışığı gözlemleyecek ve bilim adamlarının dünya yüzeyine ulaşan ışık miktarını tahmin etmelerine izin verecektir. Buna ek olarak, NASA'nın sırasıyla 1999 ve 2002'de başlatılan ajansın Terra ve Aqua uyduları üzerindeki iki MODIS uydu aleti, tutulmadan önce ve sonra atmosfer ve yüzey koşullarının gözlemlenmesini sağlayacaktır. Bilim adamları daha sonra yer ölçümlerini uzay aracı tarafından gözlemlenenlerle birleştirecekler.
Bu deney, NASA'nın Dünya'nın enerji bütçesine yaptığı katkıları gözlemlemeye ve anlamaya yönelik on yıllar süren taahhüdünü tamamlıyor. 30 yılı aşkın bir süredir, NASA, atmosferin tepesine vuran güneş enerjisi miktarını ölçtü ve hesapladı, güneş enerjisinin miktarı, uzaya yansıdı ve gezegenimiz tarafından uzaydan ne kadar termal enerji yayıldı. Bu ölçümler, ACRIMSAT ve SOLSTICE (1991 yılında piyasaya sürülen) ve 2003 yılında başlatılan SORCE, Terra, Aqua ve Suomi-NPP (2011'de piyasaya sürülen) CERES cihazlarının serileri gibi araçlar ve misyonlar sayesinde mümkün olmuştur..
Bu sonbaharda, NASA, Güneş ve Yerçekimi Güneş Işığı Sensörü-1 veya TSIS-1'i Uluslararası Uzay İstasyonuna ve altıncı Bulutlar ve Yeryüzü Radyant Enerji Sistemi CERES cihazına, CERES FM6'ya sunarak güneş-Dünya ilişkisini izlemeye devam edecektir., bu yıl daha sonra yörüngeye. Beş CERES cihazı şu anda üç uyduda yörüngede.