介绍‘A-Train’

提及“A-Train”大多数人可能会想到爵士传奇人物Billy Strayhorn或纽约地铁—不是气候变化。然而,事实证明,“A-Train”卫星已经成为科学家了解我们星球的最强大工具之一’s changing climate.

卫星的形成—目前包括Aqua,CloudSat,Cloud-Aerosol Lidar和红外探路者卫星观测(CALIPSO)和Aura卫星—每天下午1:30左右,每桶穿过赤道每天下午的当地时间,为星座命名。的“A” stands for “afternoon.”

这四颗卫星合在一起包含15个独立的科学仪器,它们观测地球的同一路径’的大气层和地表处于很宽的波长范围。在火车的前部,Aqua配备了可测量温度,水蒸气和降雨量的仪器。接下来是美国国家航空航天局与加拿大航天局(CSA)合作的CloudSat,以及法国航天局国家航天中心的联合努力CALIPSO。’Etudes Spatiales(CNES)和NASA拥有高科技的激光和雷达仪器,可提供云和被称为气溶胶的空气中颗粒的三维视图。守望者Aura拥有一套仪器,可产生高分辨率的垂直温室气体地图,以及许多其他大气成分。

在接下来的几个月中,A火车将随着NASA的发射而扩大’的气溶胶感应荣耀卫星和碳追踪轨道碳观测站2(OCO-2)卫星。 2010年,日本航空航天探索局(JAXA)计划启动“全球变化观测水任务”(GCOM-W1),该任务将监测海洋环流。同时,第五颗卫星,法国’大气科学的反射偏振和反人类学,以及研究气溶胶的激光雷达(PARASOL)的观测,随着其燃料供应的减少,正在从A火车轨道上缓和下来。

偶然的起源

这种多传感器视图使科学家可以同时观察关键环境现象的变化—例如云层或冰盖—从众多角度来看。它可以绕过工程障碍,而这将使不可能将所有15台仪器集中在一台大型航天器上。

但这不是’一定要这样计划。编队飞行是一个相当新颖的概念,它在某种程度上是偶然出现的。当科学家和工程师对2004年发射的Aura轨道进行哈希计算时,A火车的概念首次出现。当时,飞行工程师无需计算Aura的全新轨道计划,而是意识到他们可以简单地对其轨道进行建模在Aqua之后,美国宇航局的姊妹卫星于2002年发射升空。

他们继续执行该计划,但是数据传输速率受到限制,这意味着两颗卫星的飞行距离比最初计划的要近得多。最后,他们决定光环将飞行约6,300公里—仅15分钟的飞行— behind Aqua.

同时,还有另外两颗研究微小的空气悬浮颗粒的卫星,称为气溶胶和云—CALIPSO和CloudSat—没有意识到它要求在Aura附近进行几乎相同的轨道运动,因为参与这些任务的科学家希望将其结果与Aura的湿度和云测量结果进行比较。 2006年,CloudSat和CALIPSO轻松驶入光环后面仅93公里的火车—约12.5秒—彼此之间。结果,CALIPSO’激光雷达光束和CloudSat’的雷达碰巧在地球上’大约有90%的时间是在轨道上。

收获奖励

A火车存在的时间越长,科学家就越开始欣赏它的潜力。确实,代表所有A-Train卫星的科学家们本周将在新奥尔良举行会议,以比较记录并草拟未来跨卫星合作的计划。来自三个国家航天局的主要地球科学家,包括美国宇航局局长’CNES的地球科学部Michael Freilich,JNESA的Didier Renaut和JAXA的Haruhisa Shimoda正在就A-火车科学进行演讲。来自数十个机构的科学家正在就空气质量,碳循环,云动力学等主题进行研究。

有很多讨论。例如,从A火车进行的多传感器测量已被证明对于弄清为何2007年夏季经历了历史上北极海冰损失最大的情况至关重要。 一列火车传感器在丢失期间捕获了环境条件—远远超过气候模型的预期—让科学家回溯事实,查明其原因。到目前为止,他们已经证明,除了较高的气温和低湿度等可预知的罪魁祸首之外,一些意外因素(如异常大风和阴天的急剧减少)助长了迅速的损失。

同样,协同的A型火车测量也对气溶胶产生了深刻的见解—空气中的细小颗粒,例如灰尘,海盐和烟灰。取决于其组成,气溶胶可以散射和/或吸收阳光’的热量,因此可以既温暖又冷却星球。某些类型的气溶胶也可以播种云层,A-Train传感器有助于揭示云层,并可以改变云层行为。例如,Aura和Aqua上的A-Train仪器对气溶胶和冰云产生了开创性的见解,使科学家有可能证明受污染的冰云具有较小的颗粒,因此产生雨的可能性小得多。

尽管如此,有关我们气候的紧迫问题仍然存在。气溶胶和云对气候的总体影响是什么?森林吸收了多少碳?季风周期将如何对变暖的世界做出反应?气候变化将在多大程度上改变飓风的规模和强度?哪些反馈周期将鼓励或阻止气候变化?这些以及更多的问题仍然需要答案,现在编队飞行的力量已经明确,可以肯定的是,A-Train卫星将在回答这些问题中发挥关键作用。

撰写人:

亚当·沃兰

美国宇航局’地球科学新闻小组

http://www.nasa.gov/mission_pages/a-train/a-train.html#



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