Ozono

Il 9 febbraio, uno strumento di misurazione dell'ozono sul satellite NOAA-21 ha aperto i battenti e, circa una settimana dopo, ha catturato la sua prima immagine globale dal lancio del satellite il 10 novembre. L'Ozone Mapping and Profiler Suite (OMPS) è costituito da un set di tre sensori vitali per monitorare lo strato di ozono terrestre e tracciarne il recupero man mano che la quantità di sostanze chimiche che riducono lo strato di ozono nell'atmosfera diminuisce.

L'immagine in alto mostra l'ozono totale nell'atmosfera distribuito in tutto il mondo. Livelli di ozono più elevati si concentrano vicino al Polo Nord, tipico di questo periodo dell’anno.

L'immagine sopra (Figura 2) mostra un mosaico globale di osservazioni, scattate il 17 febbraio dal Nadir Mapper dello strumento. Le radianze più elevate sono associate alle cime delle nuvole luminose. Il canale di riflettività delle nuvole è uno dei cinque canali principali utilizzati per stimare la concentrazione totale di ozono.

Lo stesso giorno, l'OMPS di NOAA-21 ha rilevato anche gli aerosol vulcanici rimasti dal massiccio vulcano sottomarino Hunga Tonga che ha iniziato a eruttare con forza nel Pacifico meridionale un anno fa, eruttando vapore acqueo e anidride solforosa nella stratosfera (vedere Figura 3).

L'OMPS è stato originariamente progettato per misurare l'ozono nell'atmosfera, che protegge gli esseri umani e gli altri esseri viventi sulla Terra dagli effetti dannosi delle radiazioni ultraviolette.

"L'obiettivo era quello di essere in grado di effettuare misurazioni molto precise dell'ozono su lunghi periodi di tempo", ha affermato Glen Jaross, scienziato dello strumento OMPS per il Joint Polar Satellite System (JPSS) della NOAA. "Vogliamo essere in grado di misurare i cambiamenti dell'ozono in percentuale o meglio su un arco temporale di 10 anni."

Nel corso del tempo, le capacità dello strumento OMPS si sono ampliate per includere altri aerosol, come il fumo degli incendi e il biossido di zolfo e le ceneri dei vulcani

L'OMPS può anche catturare la struttura nuvolosa di eventi meteorologici gravi. Le tre immagini sopra (Figura 4) sono state scattate il 18 febbraio 2023 durante una tempesta tropicale nell'Oceano Indiano. L'immagine a sinistra proviene dallo strumento OMPS del NOAA-21 e l'immagine a destra proviene dallo strumento OMPS del NOAA-20. La struttura delle nuvole è più chiaramente visibile dall'OMPS sul satellite NOAA-21 rispetto a quelle del NOAA-20 e del Suomi NPP. Ciò è dovuto alla migliore risoluzione spaziale dello strumento più recente.

La NASA ha iniziato a misurare l’ozono dallo spazio nel 1970, non molto tempo prima che gli scienziati scoprissero che le sostanze chimiche dannose chiamate clorofluorocarburi, o CFC, provocano un pericoloso impoverimento dell’ozono atmosferico. Verso la metà degli anni ’80, gli scienziati scoprirono un buco nell’ozono nella stratosfera sopra l’Antartide. Uno sforzo globale per vietare questi gas ha portato alla stabilizzazione dei livelli di ozono negli ultimi tre decenni, con misurazioni recenti che indicano che i livelli di ozono stanno iniziando ad aumentare.

Gli strumenti OMPS, che volano anche sui satelliti gemelli del NOAA-21, NOAA-20 e Suomi-NPP del Joint Polar Satellite System della NOAA, insieme a uno strumento a bordo del satellite Aura, hanno mostrato che tra il 7 settembre 2022 e il 13 ottobre 2022 , il buco dell'ozono antartico ha raggiunto un'area media di 8,9 milioni di miglia quadrate, un'area leggermente più piccola rispetto allo scorso anno, continuando la tendenza a restringersi.

Secondo Natalie Ciampa, responsabile dello strumento OMPS per JPSS, la settimana scorsa gli ingegneri hanno inviato un comando all'OMPS, dirigendo un meccanismo per aprire le porte dei sensori del nadir e degli arti. Ciò ha consentito allo strumento di iniziare a raccogliere dati.

OMPS rileva la cosiddetta luce "retrodiffusa" dall'atmosfera. Quella è la luce solare che si riflette sull'atmosfera o sulla superficie terrestre. L'OMPS lo fa osservando il sole e misurando il segnale solare diretto, quindi rivolgendosi alla Terra per misurare la frazione di quel segnale che viene riflessa.

Pensa alla Terra come a un laser che brilla su una palla da discoteca, ha detto Jaross. Il sole è come un laser e tutte le scintille sono luce riflessa dalla Terra. "E l'OMPS è là fuori e sta raccogliendo tutta quella luce."

L'OMPS misura l'ozono atmosferico in due modi: mappando l'ozono totale sul globo utilizzando il Nadir Mapper e sondando l'atmosfera verticalmente per raccogliere misurazioni precise a diverse altitudini utilizzando il Nadir Profiler e il Limb Profiler. Lo strumento nadir (NM) della suite, gestito dalla NOAA, punta direttamente verso la Terra, mentre lo strumento per gli arti (LP), gestito dalla NASA, misura da un angolo. E quest'ultima versione di NOAA-21 presenta alcuni miglioramenti.