Команда учёных из NASA и Вайомингского университета (University of Wyoming) решилась на опасное путешествие в австралийский буш (обширные неосвоенные человеком пространства, поросшие кустарником или низкорослыми деревьями), цель которого заключается в отправке серии воздушных шаров, призванных измерить шлейф вулканического газа, исходящий из соседней Индонезии.
Кампания на севере Австралии является частью инициативы, направленной на более детализированное изучение изменений климата, обусловленных извержениями вулканов.
В феврале 2014 года было зафиксировано извержение вулкана Келуд, расположенного на острове Ява (Индонезия). В результате извержения, начавшегося 13 февраля 2014 года, облако из пепла и сульфатного аэрозоля — маленьких капелек серной кислоты — поднялось на высоту порядка 25 метров, достигнув стратосферы Земли.
По словам научного руководителя исследовательской кампании Duncan Fairlie из Langley Research Center НАСА, цель кампании заключается в том, чтобы максимально детализировано охарактеризовать размеры частиц, состав и оптические свойства относительно «свежего» вулканического шлейфа в стратосфере.
Эксперимент KlAsh (Kelud Ash) базируется в Дарвине (Австралия), где в настоящее время производится запуск воздушных шаров с небольшой полезной нагрузкой над Индийским океаном. Запуск больших воздушных шаров с тяжёлой полезной нагрузкой производится с Корробори — отдалённого района примерно в 65 км к югу от Дарвина. Исследовательская кампания началась 14 мая и продлится до 28 мая.
По словам Fairlie, кампания проходит даже лучше, чем он мог надеется. Исследователи запустили 5 маленьких воздушных шаров, а в минувший вторник, 20 мая, был произведён запуск большого воздушного шара с Корробори, рассказывает Fairlie. В рамках всех полётов учёными были взяты пробы воздуха из вулканического шлейфа на высоте порядка 20 км, и получены великолепные данные для последующего анализа.
Размеры большого воздушного шара, заполненного гелием и полностью готового к запуску, составляют примерно 35 м на 20 метров.
По словам Fairlie, запуск большого воздушного шара стал для всей команды огромным достижением. Научные приборы и сам воздушный шар были найдены лишь на следующий день примерно в 1,5 км от места запуска. Исследователям пришлось преодолеть долгий путь по пересечённой местности в жарких влажных условиях, прежде чем разыскать «пропажу», отмечает Fairlie.
Вулкан Кулуд был выбран по той причине, что последствия извержения все ещё присутствуют в атмосфере, к тому же в большей степени они сосредоточены именно в стратосфере.
По словам одного из членов исследовательской команды Travis Knepp, для запуска и последующего «восстановления» зондов (приборов аэростатов) были необходимы относительно плоские, широкие пространства, которые к тому же находились бы в 10 — 15 от экваторы. Австралия максимально соответствовала этим критериям, отмечает Travis Knepp.
По словам Fairlie, район запуска воздушных шаров весьма пустынен — всего несколько домов и придорожная таверна. Большая часть земли представлена природными пастбищами с нескольким национальными парками, болотами и реками. Самую большую опасность в этой местности представляют морские крокодилы, змеи, пауки, медузы и акулы, отмечает Fairlie, поэтому на ночные купанья во время исследовательской кампании наложено табу.
Поддержку исследовательской кампании оказывали два спутниковых проекта NASA — CALIPSO и SAGE.
Прибор SAGE (Stratospheric Aerosol and Gas Experiment), который должен быть установлен на Международной космической станции в 2015 году, помимо изучения озона и водяного пара, также будет измерять концентрации аэрозолей в стратосфере — стабильном атмосферном слое, находящемся на высоте порядка 20-55 км.
Спутник CALIPSO (Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations), запущенный в 2006 году, идентифицирует облака и аэрозоли — крошечные частицы, взвешенные в воздухе, предоставляя учёным возможность лучше понять, как именно они формируются, развиваются, взаимодействуют друг с другом, а также влияют на качество воздуха, погоду и климат.
По словам Fairlie, измерения от CALIPSO, указывают на содержание частиц пепла и аэрозолей сульфата в шлейфе спустя несколько месяцев после извержения. Вулканический пепел, как правило, не учитывают при рассмотрении влияния вулканических аэрозолей на климат, поэтому подобного рода измерения позволят улучшить представления учёных о климатических последствиях вулканических извержений.
Почти вся энергия, поступающую в климатическую систему Земли, исходит от Солнца. Часть этой энергии поглощается планетой, в то время как остальная излучается обратно в космос. Пепел и сульфат отражают и поглощают энергию несколько иначе, тем самым оказывая иное химическое воздействие на стратосферу.
По словам Terry Deshler, главного исследователя по вопросам приборов из University of Wyoming, понимание этих особенностей чрезвычайно важно для составления моделей климата, которые учитывают периодическую вулканическую активность.
