Stoft i luften är bland de vanligaste aerosolpartiklarna i atmosfären. Dessa partiklar kan påverka jordens klimat genom att reflektera och absorbera solstrålning, men också genom att påverka molnbildningen. Stoft kan transporteras över stora avstånd i luften och därigenom sprida näringsämnen till ekosystem på land eller i havet. Höga halter av stoftpartiklar kan försämra luftkvaliteten, ge upphov till negativa hälsoeffekter och påverka flygsäkerheten.
Huvudkällan för luftburna stoftpartiklar är de stora ökenområdena. Utsläpp av stoftpartiklar drivs av vinden som får medelstora sandkorn nära markytan att lyftas upp och färdas kortare sträckor genom luften i en hoppande rörelse. När dessa sandkorn faller ner till marken skjuter de upp små stoftpartiklar som kan hålla sig kvar i luften i flera dygn och transporteras långt. Den här utsläppsprocessen, som kallas för saltation, är fysikaliskt invecklad och svår att beskriva i luftkvalitets- och klimatmodeller. Osäkerheten kan minskas med information om partikelmängder som kan fås från strålningsmätningar med satellitbaserade fjärranalysinstrument.
Huvudproblemet när man studerar utsläpp av ökenaerosoler från satellit är att stoftpartiklarna ofta är blandade med andra typer av aerosoler, främst antropogena luftföroreningar eller havssaltpartiklar. Detta gör att mätningarna blir mycket svårtolkade.
Metod
I det här projektet analyseras problemet i två steg:
I det första steget analyseras mätningar av vinddrivna stoftutsläpp i ett mycket stort "laboratorium", nämligen planeten Mars. Hela planeten består av ett stort ökenlandskap, och det finns inga människor eller havsytor som skulle kunna ge upphov till andra typer av aerosolutsläpp. Vi kommer att använda mätningar från ett lidarinstrument från Phoenixstationen. Detta är ett instrument som strålar ut laserpulser och mäter hur mycket laserljus som sprids tillbaka av partiklar. Det finns även vädermätinstrument på Phoenix, bl a för vindmätningar. En analys av dessa data kommer att belysa sambandet mellan vindhastighet och partikelutsläpp, som kommer att användas för att utvärdera en matematisk modell för att beräkna utsläppsprocessen.
I det andra steget används mätningar från lidarinstrumenten på CALIPSO- och EarthCARE-satelliterna för att studera vinddrivna stoftutsläpp på jorden. Vi kommer att välja ut och använda data som påverkas så lite som möjligt av andra utsläppskällor. Mätningarna kommer att jämföras med beräkningsmodellen. Forskningen ska användas för att utveckla SMHIs spridningsmodell MATCH för luftföroreningar.
Fakta om projektet
Projektnamn: Interplanetary assessment of dust-emission processes using active remote sensing on Earth and Mars
Forskningsfinansiär: Rymdstyrelsen
Projekttid: 2023-2025
Projektledare: Michael Kahnert