Das Bestreben, die Luftverschmutzung zu überwachen und einzudämmen, wird durch die rätselhafte Natur der planetaren Grenzschicht (PBL) behindert. Dieser atmosphärische Streifen ist eine Brutstätte für Schadstoffe. Doch sein wechselhafter Tanz durch die Zeit und über geografische Grenzen hinweg stellt ein gewaltiges wissenschaftliches Rätsel dar. Angesichts dieser Hürden ist eine eingehende Analyse des thermischen Kontrasts (TC), der diese Schicht abgrenzt, unabdingbar.
Von der Université Libre de Bruxelles kommt in Zusammenarbeit mit dem Königlichen Belgischen Institut für Weltraum-Aeronomie eine Offenbarung Studie vorgestellt im Zeitschrift für Fernerkundung. Die Forschung nutzt Infrarotdaten mit hoher spektraler Auflösung, um TC-Variationen zu entmystifizieren, indem sie Eingaben von Copernicus Global Land Services mit der Neuanalyse des Europäischen Zentrums für mittelfristige Wettervorhersage kombiniert.
Diese Forschung misst den Puls der globalen TC bei klarem Himmel und enthüllt ihr tägliches Auf und Ab sowie ihre saisonale Metamorphose. Die Studie deckt auf, dass die TC zwischen 11:30 und 13:30 Uhr Ortszeit ihren Höhepunkt erreicht, wobei die Tageshöchsttemperatur von bescheidenen 5–10 K im Winter auf robuste 10–30 K im Sommer ansteigt. Der saisonale Reigen zeigt die Landbedeckungsarten in einem abwechslungsreichen Walzer der TC, wobei die nackten Böden und Buschlandschaften im Vergleich zu den stattlicheren Wäldern und Feuchtgebieten zu einer dramatischeren Melodie Pirouetten drehen.
Nächtliche TC, die normalerweise zwischen -5 und -10 K südwärts wandern, finden gelegentlich Gefallen an der kühlen Umarmung des Winters und Herbsts, angelockt durch Temperaturinversionen. Die Studie hebt die zentrale Rolle der TC bei der Feinabstimmung von Satellitenüberwachungssystemen hervor, die ihre Erkennung terrestrischer Schadstoffe verbessern. Diese Erkenntnisse sind der Schlüssel zur Steigerung der Empfindlichkeit von Infrarotüberwachungssystemen, ob alt oder neu, für eine genauere Überwachung atmosphärischer Schadstoffe.
Dr. Lieven Clarisse, einer der Hauptautoren der Studie, bemerkte: „Unsere Suche hat die komplizierte Choreographie von TC ans Licht gebracht, einem Dreh- und Angelpunkt zur Verstärkung der Genauigkeit der Infrarotüberwachung aus dem Kosmos. Diese Studie legt den Grundstein für eine präzisere Röntgenaufnahme von Luftschadstoffen aus dem Weltraum.“
Ausgestattet mit dem optimalen Zeitpunkt für Messungen sind Satellitenüberwachungssysteme in der Lage, die Emissionen von lokalen Verschmutzungspunkten effizienter zu quantifizieren. Darüber hinaus trägt der detaillierte Datensatz zum Verständnis der Rolle des PBL bei den Klima-Fremdkörpern bei und weist möglicherweise den Weg zu verfeinerten Klimamodellen und -vorhersagen.
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Tommaso Di Gioacchino et al, Räumliche und zeitliche Variationen des thermischen Kontrasts in der planetaren Grenzschicht, Zeitschrift für Fernerkundung (2024). DOI: 10.34133/remotesensing.0142