Примерно через шесть месяцев миссия ESA Earth Cloud Aerosol and Radiation Explorer поднимется в небо, чтобы улучшить наше понимание взаимодействия между облаками, аэрозолями и радиацией в атмосфере Земли. Но как именно это будет сделано? Облака остаются одним из самых больших факторов неопределенности в том, как атмосфера влияет на климатическую систему. Лучшее понимание взаимосвязи между облаками, аэрозолями и радиацией является первоочередной задачей как в исследованиях климата, так и в прогнозировании погоды. Например, что происходит с инфракрасным излучением, когда оно испускается с поверхности Земли и задерживается облаками? Какую роль играют аэрозоли в отражении солнечной радиации обратно в космос? И как эти процессы влияют на климат и погоду? Миссия Earth Cloud Aerosol and Radiation Explorer (EarthCARE) предоставит новые наблюдения, чтобы ответить на некоторые из этих важнейших научных вопросов. EarthCARE оснащен четырьмя современными приборами, каждый из которых предназначен для обеспечения уникального понимания сложных взаимодействий между облаками, аэрозолями и радиацией.
Атмосферный лидар — это усовершенствованная лидарная система (обнаружение света и определение дальности), предназначенная для измерения вертикального профиля аэрозолей и облаков в атмосфере Земли вдоль трассы EarthCARE. Излучая световые импульсы и анализируя отраженные сигналы, этот уникальный лидар может точно определить распределение и свойства аэрозолей и облаков, включая их высоту, толщину, а также подробные оптические свойства и тип аэрозоля. Эта информация имеет решающее значение для улучшения климатических моделей и понимания роли аэрозолей и облаков в энергетическом балансе Земли. Радар для профилирования облаков, предоставленный Японским космическим агентством (JAXA), является ключевым инструментом, позволяющим EarthCARE наблюдать внутреннюю структуру облаков. Работая в миллиметровом диапазоне длин волн, радар для профилирования облаков проникает сквозь облака и небольшие осадки, предоставляя подробную информацию об их вертикальной структуре и скорости, распределении частиц по размерам и содержании воды. Этот радар необходим для изучения облачных процессов, таких как образование и рассеивание облаков, и предоставляет ценные данные для улучшения моделей погоды и климата.
В то время как лидар и радар будут отображать профили атмосферы в довольно тонкой завесе, прямо под спутником, мультиспектральный формирователь изображений EarthCARE обеспечивает гораздо более широкое поле зрения, чтобы дать контекст измерениям профиля. Мультиспектральный имидж-сканер захватывает изображения высокого разрешения в нескольких спектральных диапазонах видимого и инфракрасного спектра, что позволит ученым различать различные типы облаков, аэрозолей и поверхности Земли. Сканер предоставляет дополнительную информацию об оптических свойствах облаков и аэрозолей, помогая определить их состав и распределение. Кроме того, это позволит генерировать трехмерное облако и аэрозольное поле с использованием данных атмосферного лидара и радиолокационных данных профилирования облаков. Эти данные имеют решающее значение для понимания радиационного воздействия облаков и аэрозолей на климатическую систему Земли.
Широкополосный радиометр играет решающую роль в миссии EarthCARE, измеряя потоки излучения в верхних слоях атмосферы Земли. Пока спутник движется по своей орбите, радиометр наблюдает за атмосферой с трех сторон, что позволяет ему точно определить количество отраженного солнечного излучения и исходящего теплового излучения, испускаемого Землей. Это известно как энергетический баланс планеты. Сравнение этого значения с излучением, рассчитанным на основе совокупных наблюдений других приборов, поможет ученым улучшить наше нынешнее понимание взаимодействия аэрозоля, облака и излучения. Вместе эти четыре инструмента образуют мощный набор инструментов, обеспечивающих беспрецедентные наблюдения за атмосферой Земли. Данные, полученные с помощью инструментов EarthCARE, вносят значительный вклад в расширение наших знаний о климатических процессах и позволят раскрыть сложные взаимодействия между облаками, аэрозолями и радиацией в атмосфере Земли. EarthCARE — это самый большой и сложный Earth Explorer, разработанный в рамках программы ESA Earth Observation FutureEO.
Миссия проводится в критический момент в разработке моделей глобального климата с километровым разрешением и внесет важный вклад в лучшее понимание облачной конвекции и ее роли в радиационном балансе Земли. EarthCARE — это миссия ЕКА, но она была разработана в результате сотрудничества ЕКА и JAXA, Японского космического агентства. Поскольку международное научное сообщество с нетерпением ожидает ценных данных со спутника EarthCARE, исследователи и эксперты в этой области собрались в Центре наблюдения Земли ЕКА во Фраскати, Италия, чтобы представить и обсудить научные темы EarthCARE и проверить данные миссии. По мере приближения запуска EarthCARE во всем сообществе ощущается растущее волнение. Также была четко определена центральная роль миссии в обеспечении долгосрочных наборов данных, связанных с климатом, в сочетании с прошлыми и будущими миссиями.
