EarthCARE, Dünya’nın enerji dengesine dair gizli bir bakış sunuyor

Tam olarak hizmete girdiğinde ne olacağına dair bir ön izlenim sunan ESA’nın EarthCARE uydusu, geniş bant radyometre cihazından ilk görüntüleri gönderdi. Bu ilk görüntüler, gezegenimizin enerji dengesinin karmaşıklıklarına, iklimimizi yöneten hassas bir dengeye dair baştan çıkarıcı bir bakış sunuyor.

Dünya’nın enerji dengesi, Güneş’ten aldığı enerji miktarını, güneş radyasyonunu ve Dünya’nın uzaya geri yaydığı termal radyasyon miktarını hesaba katar.

Bulutlar, aerosoller ve sera gazları gibi çok sayıda faktörün etkisi altındaki bu denge, Dünya’nın nispeten istikrarlı sıcaklıklarını koruması açısından hayati önem taşıyor.

İnsan faaliyetlerinin atmosferdeki sera gazı konsantrasyonlarını arttırdığı biliniyor; ancak aerosoller doğal kaynakların yanı sıra endüstriyel tesislerden, trafikten ve tarımsal uygulamalardan da atmosfere karışıyor.

Küresel sıcaklıklar artıyor, dolayısıyla radyasyon dengesini anlamak ve izlemek iklimle ilgili konuları incelemek ve ele almak için büyük önem taşıyor. Bu nedenle ESA, Japonya Uzay Araştırmaları Ajansı (JAXA) ile birlikte EarthCARE uydusunu geliştirdi.

EarthCARE, bulutların ve aerosollerin gelen güneş enerjisini uzaya nasıl yansıttığını ve dışarı çıkan kızılötesi enerjiyi nasıl yakaladığını anlamamıza yardımcı olmak için atmosferimizin çeşitli yönlerini ölçmek üzere tasarlanmıştır.

Bu bilgi, iklim değişikliğini anlamak ve bulutların ve aerosollerin gelecekte genel soğutma etkilerini ne oranda kaybedebileceklerini tahmin etmek açısından büyük önem taşıyor.

İlginçtir ki, EarthCARE henüz bir aydan biraz fazla bir süre önce fırlatılmasına rağmen bulut profili radarından ilk verileri gönderdi.

Ve şimdi geniş bant radyometresi de etkileyici yeteneklerini sergiliyor.

ESA Dünya Gözlem Programları Direktörü Simonetta Cheli, “Elbette EarthCARE geniş bant radyometresinin potansiyelinden hiçbir zaman şüphe duymadık, ancak burada, görevin bu kadar erken bir aşamasında, cihazın çok iyi çalıştığını ve mükemmel veriler sağladığını görüyoruz.” dedi.

“Uydunun her bir farklı enstrümanının oynayacağı son derece önemli bir rol var ve hepsi uyum içinde çalıştığında ve uydu hizmete girdiğinde, bilim camiası ve hava durumu tahmincileri, Dünya’nın enerji dengesine ilişkin anlayışımızı ilerletmek, iklim bilimini ilerletmek ve hava durumu tahminlerini iyileştirmek için güçlü bir araca sahip olacaklar.”

Görev açısından hayati önem taşıyan geniş bantlı radyometre, Dünya atmosferinin tepesindeki radyasyon akıları ölçüyor.

Uydu yörüngesinde hareket ederken geniş bantlı radyometre, atmosferi aynı anda üç yönden görüntüleyebilmesi bakımından benzersizdir.

Bu bilgi, bilim insanlarının güneşten gelen enerjinin ne kadarının uzaya yansıdığını ve aynı anda Dünya yüzeyinden ne kadar termal enerjinin yayıldığını doğru bir şekilde ölçmelerine olanak tanıyacak.

Geniş bantlı radyometrenin üç farklı görüntüleme açısı (biri uydudan aşağıya doğru, biri uydunun yolunun önünde (ileri) ve biri uydunun yolunun arkasında (geri) olmak üzere) hem yansıyan hem de yayılan radyasyonun sistematik üç boyutlu görünümlerini yakalamak için önemlidir.

Bunun uydunun diğer araçlarından alınan birleşik ölçümlerden hesaplanan radyasyonla karşılaştırılması, aerosol-bulut-radyasyon etkileşimlerine ilişkin anlayışımızı önemli ölçüde artıracaktır.

Yukarıdaki görüntü, geniş bantlı radyometrenin ölçümlerine başlamasından sadece birkaç saat sonra, 18 Temmuz’da çekildi. EarthCARE’in batı Akdeniz’deki yörünge yolu boyunca, kuzey İspanya’dan Cezayir’e kadar yaklaşık 1.300 km’lik bir mesafe boyunca ileri görünümde parlaklığı gösteriyor.

Parlaklık, uzaya ne kadar güneş enerjisinin geri yansıdığını gösterir. Örneğin, beyaz parlak bulutlar çok fazla güneş ışığını yansıtır, kırmızıyla gösterilirken, deniz uyduya çok az güneş ışığı yansıtır ve koyu görünür, maviyle gösterilir.

Veriler İspanya kıyısı ile Akdeniz arasında belirgin bir geçiş gösterirken, açık denizde çok az fark var. Cezayir kıyısı üzerindeki koyu renklerden parlak renklere geçiş, aerosollerin ve ince bulutların varlığına bağlıdır.

Aşağıdaki görüntü, gök gürültülü bulutların atmosfere 10 km yükseldiği Atlas Dağları’na yakınlaştırıyor. Geniş bantlı radyometrenin üç farklı görüntüleme açısı bulutları biraz farklı konumlardan yakalıyor.

Bu, bulut gölgelerinin bulutlara göre görünen konumlarında görülebilir: ileri görünümde bulutun kuzeyinde, aşağı görünümde bulutun doğusunda ve geri görünümde bulutun güneyinde görünmektedir.

Bu görüntüleme açılarının birleşimi, aletin gücüdür; yalnızca bir görünüm, bulut ve diğer özellikler tarafından yansıtılan veya yayılan güneş ışığını veya termal radyasyonu tam olarak ortaya çıkarmaz. Birden fazla açıdan görünüm, atmosferin tepesinde görülen enerjinin yönsel dağılımı hakkında bilgi toplar.

Bu üç boyutlu küresel görünüme, EarthCARE’in bulut profili radarı, atmosferik lidar ve multispektral görüntüleyici olmak üzere diğer üç cihazından gelen verilerle birlikte sahip olmak, iklim biliminin ilerlemesi için çok önemlidir.