Stehen Sie draußen und atmen Sie tief durch. Weißt du was du atmest? Für die meisten Menschen ist die Antwort einfach - Luft. Und Luft, die für das Leben, wie wir sie kennen, lebenswichtig ist, besteht zu etwa zwanzig Prozent aus Sauerstoffgas (O²) und zu achtundsiebzig Prozent aus Stickstoffgas (N²). Innerhalb des verbleibenden Prozent und der Veränderung befinden sich jedoch mehrere andere Spurengase sowie einige andere Inhaltsstoffe, die nicht immer gesund sind.
Zum Beispiel bedeutet ein tiefer Atemzug im Freien, selbst an einem klaren Tag, das Einatmen von Millionen von Flüssigkeitströpfchen und winzigen festen Partikeln. Diese letzteren Materieteile sind sogenannte Aerosole, die sich auf kolloidale Suspensionen von Partikeln in Luft oder Gas beziehen. Diese potenziell schädlichen Partikel können überall auf der Erde gefunden werden und, wie eine aktuelle NASA-Visualisierung zeigt, in großen Konzentrationen in unserer Atmosphäre auftreten.
Die Visualisierung stammt aus dem GEOS FP-Modell (Goddard Earth Observing System Forward Processing), das sich auf Beobachtungen von erdbeobachtenden NASA-Satelliten stützt, um das Vorhandensein von Aerosolen zu verfolgen, die durch Waldbrände, Vulkane, Stürme und andere Phänomene erzeugt wurden. Zu diesen Satelliten gehören die Satelliten Terra, Aqua, Aura und Suomi National Polar-Orbiting Partnership (Suomi NPP).
Die kommentierte Version der Visualisierung (siehe oben) hebt die Ausgabe des GEOS FP-Modells für Aerosole am 23. August 2018 hervor. An diesem Tag verursachten Waldbrände riesige Rauchwolken über Nordamerika und Afrika, drei tropische Wirbelstürme fanden im Pazifik statt Der Ozean und starke Winde über der Sahara ließen windgetragene Staubpartikel den Himmel füllen. Alle diese produzierten Aerosole, die im Bild durch verschiedene Farben dargestellt werden.
Die schwarzen Kohlenstoffpartikel (rot) werden durch Waldbrände sowie durch Fahrzeug-, Fabrik- und andere Emissionen freigesetzt. Das Vorhandensein tropischer Stürme wird durch Meersalz-Aerosole (blau) angezeigt, die als Teil des Seesprays in die Luft geworfen werden. Partikel, die vom GEOS FP-Modell als Staub eingestuft werden, sind lila dargestellt. Wie Sie sehen können, konzentrieren sich die Kohlenstoffaerosole größtenteils im pazifischen Nordwesten Afrikas südlich der Sahara, wo Hitzewellen diesen Sommer Waldbrände ausgelöst hatten.
Die Visualisierung enthält auch Nachtlichtdaten, die von der Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) auf dem KKW Suomi gesammelt wurden und die Standorte von Städten anzeigen. Auch hier kann man das Vorhandensein von Kohlenstoffaerosolen erkennen, die anthropogenen Kohlenstoffemissionen entsprechen. Staubstürme sind auch in Nordwestafrika und der Sahara sowie im Nahen Osten und in Westchina zu beobachten.
Ein zweites Bild, das eine Nahaufnahme von Asien zeigt (siehe unten), zeigt auch die Wechselwirkung zwischen Kohlenstoffemissionen, Staub und Sprühaerosolen. Wiederum zeigen Nachtlichtdaten die Standorte von Großstädten, städtischen Korridoren und Verkehrsknotenpunkten an. In den am dichtesten besiedelten Regionen Chinas und Indiens sind starke Anzeichen für Kohlenstoffemissionen zu erkennen.
Aus dieser Nahaufnahme können wir auch ersehen, dass sich die Staubemissionen aus dem Nahen Osten und Zentralasien auf eine Region konzentrieren, die sich von Oman bis Pakistan und über der Taklamakan-Wüste in der chinesischen Provinz Xinjia erstreckt. Meersalz-Aerosole sind zwar in vielen Küstenregionen vorhanden, aber im Ostchinesischen Meer und vor der Küste Japans am weitesten verbreitet, was der Anwesenheit der Taifune Soulik und Cimaron entspricht.
Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die Aerosole in der Visualisierung keine direkte Darstellung von Satellitendaten sind. Wie alle Klimamodelle stützt sich das GEOS FP-Modell auf mathematische Gleichungen, die physikalische Prozesse darstellen, um den Aerosolspiegel in unserer Atmosphäre zu einem bestimmten Zeitpunkt zu berechnen. Eigenschaften wie Temperatur, Feuchtigkeit, Aerosole und Winde werden ebenfalls eingeklappt, um solche Visualisierungen zu erstellen.
Unabhängig davon erzählt das Bild eine wichtige Geschichte. Die empfindlichen Systeme unseres Planeten sind miteinander verbunden, und was in einem passiert, kann drastische Auswirkungen auf andere haben. Im Moment sind extremes Wetter, Waldbrände und Wüstenbildung Teil desselben allgemeinen Problems - des anthropogenen Klimawandels. Die Verfolgung der Auswirkungen menschlicher Aktivitäten auf die Erdsysteme (und hat dies auch weiterhin) ist einer der Hauptzwecke von Erdbeobachtungssatelliten.
Diese Informationen werden auch Wissenschaftlern, Regierungen und NRO helfen, Strategien zur Schadensbegrenzung zu entwickeln und Naturkatastrophen zu planen, die in naher Zukunft erwartet werden. Da es viele gibt, auf die man sich vorbereiten muss, ist es ein Muss, viele Daten zur Verfügung zu haben!
Die Satelliten Terra, Aqua und Aura sind alle Teil des Erdbeobachtungssystems (EOS) der NASA, das zusammen die Erdoberfläche, die Biosphäre, die Atmosphäre und die Ozeane überwacht, um unser Verständnis integrierter Planetensysteme zu verbessern. Das KKW Suomi, das eine Vielzahl von Land-, Ozean- und Atmosphärenmessungen durchführt, testet auch Schlüsseltechnologien für die Satelliten der nächsten Generation der NASA - das Joint Polar Satellite System (JPSS).
