శాస్త్రవేత్తల నేతృత్వంలోని ఒక పరిశోధనా బృందం సముద్రపు స్ప్రే ఏరోసోల్స్, సముద్ర స్థితి మరియు వాతావరణ పరిస్థితుల మధ్య సంబంధాలపై కీలకమైన అంతర్దృష్టిని అందించే వ్యవస్థను అభివృద్ధి చేసింది. ఈ వ్యవస్థను ఐస్ బ్రేకర్‌పై అమర్చారు మరియు విలువైన డేటాను సేకరించి విశ్లేషించడానికి ఆర్కిటిక్‌లోని విస్తారమైన ప్రాంతాలకు తీసుకెళ్లారు.
ఏరోసోల్స్ గాలిలో సస్పెండ్ చేయబడిన చిన్న కణాలు, ఇవి మేఘాల నిర్మాణం, అవపాతం మరియు సూర్యరశ్మిని తిరిగి అంతరిక్షంలోకి ప్రతిబింబించడంలో ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తాయి. వాతావరణ సూచనలు మరియు వాతావరణ మార్పు అంచనాలను రూపొందించడంలో ఏరోసోల్స్ గురించి పరిమాణాత్మక డేటా ముఖ్యమైన అంశాలు. వాటి కూర్పు, పరిమాణం మరియు ఎత్తుపై ఆధారపడి, ఏరోసోల్‌లు వాతావరణాన్ని చల్లబరచడం లేదా వేడెక్కడం ద్వారా సంక్లిష్ట మార్గాల్లో మన గ్రహం యొక్క శక్తి సమతుల్యతను ప్రభావితం చేస్తాయి.
భూమి యొక్క ఉపరితలంలో 70% పైగా ఉన్న మహాసముద్రాలు సముద్రపు స్ప్రే ఏరోసోల్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తాయి – గ్రహం యొక్క రేడియేషన్ బ్యాలెన్స్‌పై బహుశా అతిపెద్ద ప్రభావంతో సహజమైన ఏరోసోల్‌లు. “అయినప్పటికీ ఉత్పత్తి చేయబడిన సీ స్ప్రే ఏరోసోల్‌ల పరిమాణంపై మాకు ఇంకా స్పష్టమైన అవగాహన లేదు, ఇవి వాతావరణం మరియు వాతావరణ నమూనాలలో ఈ రోజు అనిశ్చితికి పెద్ద మూలంగా మారాయి” అని EPFL యొక్క ఎక్స్‌ట్రీమ్ ఎన్విరాన్‌మెంట్స్ రీసెర్చ్ లాబొరేటరీ-ఇంగ్వర్ కాంప్రాడ్ ప్రొఫెసర్ జూలియా ష్మాలే చెప్పారు. కుర్చీ, ఇది సియోన్‌లో ఉంది. ఆమె మరియు ఇతర విశ్వవిద్యాలయాల శాస్త్రవేత్తల బృందం [1] వాణిజ్యపరంగా అందుబాటులో ఉన్న కెమెరాలను ఉపయోగించి సముద్రపు స్థితికి సముద్రపు స్ప్రే ఏరోసోల్‌ల సాంద్రతకు సంబంధించి ఒక నవల వ్యవస్థను అభివృద్ధి చేశారు. ఓడలో ఉపయోగం కోసం రూపొందించబడిన వారి వ్యవస్థ చుట్టుపక్కల ఏరోసోల్ సాంద్రతలు, వాతావరణ పరిస్థితులు మరియు సముద్రపు అలల లక్షణాలను రికార్డ్ చేయగలదు. ఈ బృందం ఆర్కిటిక్ మహాసముద్రంలోని పరిశోధనా నౌకపై దాని మొదటి డేటాను సేకరించింది మరియు ఇటీవల దాని ఫలితాలను ప్రచురించింది వాతావరణ పర్యావరణం.
వివిధ నౌకల్లో ఉపయోగించగల తక్కువ-ధర వ్యవస్థ
వారి సిస్టమ్ యొక్క ప్రారంభ పరుగు కోసం, శాస్త్రవేత్తలు కఠినమైన ఆర్కిటిక్ జలాల మీదుగా ప్రయాణించే ఐస్ బ్రేకర్‌ను ఎంచుకున్నారు – మరియు ప్రత్యేకంగా ఉత్తర ధ్రువానికి సమీపంలో ఉన్న బారెంట్స్ మరియు కారా సముద్రాలు – చాలా మంచి కారణం కోసం. “ఈ ప్రాంతంలో సముద్రపు స్ప్రే ఏరోసోల్స్ ఏర్పడటం చాలా అస్థిరంగా ఉంది, పాక్షికంగా సముద్రపు మంచు కుంచించుకుపోతున్నందున మరియు ఎక్కువ వ్యక్తిగత ఫ్లోలు చుట్టూ తేలుతూ ఉంటాయి మరియు ఇప్పుడు ఎక్కువ ఓపెన్ వాటర్ ఉంది” అని ష్మాలే చెప్పారు. “రాబోయే సంవత్సరాల్లో చాలా ముఖ్యమైన మార్పులను చూడాలని మేము భావిస్తున్నాము.”
నేడు, సముద్రపు స్ప్రే ఏరోసోల్స్‌పై చాలా డేటా ఉపగ్రహాల ద్వారా లేదా తీర ప్రాంత అబ్జర్వేటరీల నుండి సేకరించబడుతుంది, అయితే ఈ డేటాను విశ్లేషించడం చిత్రంలో కొంత భాగాన్ని మాత్రమే ఇస్తుంది. ఖాళీలను పూరించడానికి, శాస్త్రవేత్తల వ్యవస్థ ఓడ డెక్‌పై అమర్చిన రెండు ప్రామాణిక కెమెరాలను ఉపయోగించి సముద్ర స్థితిపై సమాచారాన్ని కూడా సేకరిస్తుంది. ఈ కెమెరాలు పరిశోధకులకు స్టీరియోస్కోపిక్ వీక్షణను అందిస్తాయి, అవి అస్థిరమైన నీటిలో కూడా సముద్ర ఉపరితలం యొక్క 3D చిత్రాలను రూపొందించడానికి వీలు కల్పిస్తాయి. అల్గారిథమ్‌లు తరంగ లక్షణాలపై డేటా ద్వారా క్రంచ్ చేస్తాయి (ఉదా, వాటి ఎత్తు, ఏటవాలు మరియు వయస్సు) మరియు వాటిని ఏరోసోల్ కొలతలు మరియు వాతావరణ పరిస్థితులపై డేటాతో (ఉదా, ఉష్ణోగ్రత, అవపాతం మరియు గాలి వేగం) మిళితం చేస్తాయి. “ఈ ప్రక్రియ మాకు సముద్రం మరియు వాతావరణ కొలతలు రెండింటికీ ఒక సెకను అద్భుతమైన తాత్కాలిక రిజల్యూషన్‌ను ఇస్తుంది” అని EPFL యొక్క సెంటర్ ఫర్ ఇమేజింగ్ నుండి ఈ పరిశోధన కోసం గ్రాంట్ అందుకున్న ష్మాలే చెప్పారు.
మేము ఈ ఖచ్చితమైన డేటాను వాతావరణ నమూనాలలో చేర్చడానికి ముందు, వివిధ రకాల మహాసముద్రాలపై మనలాంటి మరిన్ని అధ్యయనాలు అవసరం. సీజన్, వాతావరణం మరియు ఖచ్చితమైన ప్రదేశం ఆధారంగా పరిస్థితులు గణనీయంగా మారవచ్చు.
జూలియా ష్మాలే, ఎక్స్‌ట్రీమ్ ఎన్విరాన్‌మెంట్స్ రీసెర్చ్ లాబొరేటరీ అధిపతి
ఏరోసోల్ సాంద్రతలను అంచనా వేయడానికి సముద్రం మరియు వాతావరణ డేటాను ఉపయోగించడం
పరిశోధనా బృందం యొక్క ప్రారంభ ఫలితాలు వేసవిలో ఆర్కిటిక్‌లోని ఈ భాగంలో సముద్రపు స్ప్రే ఏరోసోల్ ఉత్పత్తిని ఏ భౌతిక వేరియబుల్స్ (సముద్ర స్థితి, గాలి వేగం మరియు వాతావరణ స్థిరత్వం) ప్రభావితం చేస్తాయనే సమాచారాన్ని అందిస్తాయి. “కొత్త సెటప్‌ను ధృవీకరించడానికి, ఏరోసోల్ ఉత్పత్తి మంచు పరిస్థితులతో చాలా సంబంధం కలిగి ఉందని మా ఇంగితజ్ఞానం యొక్క ఊహను నిర్ధారించడం మొదటి దశ” అని ష్మేల్ చెప్పారు. “మరో మాటలో చెప్పాలంటే, సాపేక్షంగా ఎక్కువ నీరు మరియు తక్కువ మంచు ఉన్నప్పుడు ఎక్కువ ఏరోసోల్‌లు విడుదలవుతాయి. మరియు మంచు కాంపాక్ట్‌గా ఉన్నప్పుడు, వేసవిలో చాలా తక్కువ ప్రత్యక్ష ఏరోసోల్ ఉద్గారాలు ఉంటాయి. కానీ మేము మరింత మార్గాన్ని కనుగొనగలము.”
సముద్ర-స్ప్రే ఏరోసోల్ సాంద్రతలు సముద్ర సరిహద్దు పొర యొక్క స్థిరత్వం ద్వారా ఎక్కువగా ప్రభావితమవుతాయని పరిశోధనలు సూచిస్తున్నాయి, ఇది సముద్రం పైన ఉన్న వాతావరణం యొక్క అత్యల్ప పొర. ఈ పొర అల్లకల్లోలమైన గాలి ప్రవాహాలను అనుభవిస్తుంది, ముఖ్యంగా అలలు ఏర్పడినప్పుడు నీటి ఉపరితలం దగ్గర. వాతావరణ పరిస్థితులతో తరంగ లక్షణాలపై డేటాను కలపడం ద్వారా, శాస్త్రవేత్తలు ఏరోసోల్ సాంద్రతలను అంచనా వేయడానికి ఒక సూత్రాన్ని అభివృద్ధి చేశారు. ఇది పరిశోధకులను వారి వాతావరణ నమూనాలలో సీ స్ప్రే ఏరోసోల్‌లను మరింత ఖచ్చితంగా చేర్చడానికి అనుమతించగలదా? “అవును, అయితే మొదట మనలాంటి మరిన్ని అధ్యయనాలు వివిధ రకాల మహాసముద్రాలపై అవసరం” అని ష్మాలే చెప్పారు. “సీజన్, వాతావరణం మరియు ఖచ్చితమైన స్థానం ఆధారంగా పరిస్థితులు గణనీయంగా మారవచ్చు.” ఉదాహరణకు, అంటార్కిటిక్‌లో బలమైన గాలుల కారణంగా ఉత్తర ధ్రువం నుండి వచ్చే ఫలితాలు దక్షిణ ధ్రువానికి వర్తించవు. అయినప్పటికీ శాస్త్రవేత్తల తక్కువ-ధర, సులభమైన వ్యవస్థాపన వ్యవస్థను భవిష్యత్తులో అనేక నౌకల్లో ప్రపంచంలోని అన్ని మూలల నుండి డేటాను సేకరించేందుకు సులభంగా ఉపయోగించవచ్చు.
సూచనలు
అలిరెజా మొఅల్లెమి, అల్బెర్టో అల్బెరెల్లో, ఐరిస్ థర్న్‌హెర్, గ్వాంగ్యు లి, జమిన్ ఎ. కంజి, ఫిలిప్పో బెర్గమాస్కో, రోమన్ పోహోర్స్కీ, ఫిలిప్పో నెల్లి, అలెశాండ్రో టోఫోలీ, జూలియా ష్మాలే: ఆర్కిటిక్ మహాసముద్రంలో వాతావరణ ఏరోసోల్స్ మరియు సముద్ర స్థితి మధ్య సంబంధాలు. వాతావరణ పర్యావరణం. DOI: https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2024.120844
[1] స్కూల్ ఆఫ్ మ్యాథమెటిక్స్, యూనివర్శిటీ ఆఫ్ ఈస్ట్ ఆంగ్లియా, నార్విచ్, యునైటెడ్ కింగ్‌డమ్; ఇన్స్టిట్యూట్ ఫర్ అట్మాస్ఫియరిక్ అండ్ క్లైమేట్ సైన్స్, డిపార్ట్‌మెంట్ ఆఫ్ ఎన్విరాన్‌మెంటల్ సిస్టమ్స్ సైన్స్, ETH జూరిచ్, స్విట్జర్లాండ్; డిపార్ట్‌మెంట్ ఆఫ్ ఎన్విరాన్‌మెంటల్ సైన్సెస్, ఇన్ఫర్మేటిక్స్ అండ్ స్టాటిస్టిక్స్, Ca’ ఫోస్కారీ యూనివర్సిటీ ఆఫ్ వెనిస్, ఇటలీ; మరియు డిపార్ట్‌మెంట్ ఆఫ్ ఇన్‌ఫ్రాస్ట్రక్చర్ ఇంజనీరింగ్, యూనివర్సిటీ ఆఫ్ మెల్‌బోర్న్, పార్క్‌విల్లే, ఆస్ట్రేలియా
