测量由生物质燃烧引起的气溶胶

作者：贾斯汀·费舍尔

从六月到十月，南部非洲的农业田地的燃烧会造成向西吹过东南大西洋的烟雾，并到达巴西，超过4,500英里（7,242公里）离开。使用微脉冲激光雷达（MPL）和其他仪器，由美国能源部运营的大气辐射测量（ARM）用户设施的研究人员，收集数据16个月为了帮助了解这些空气传播颗粒如何影响气候。

气候模型中所需的更好数据

生物质燃烧（BB）产生进入大气的气溶胶。大量颗粒物由黑碳和其他吸收光线，使大气变暖的碳质气溶胶组成。但是，如果下面的表面是黑暗的海洋，则颗粒会反射光，从而冷却大气。科学家需要准确的测量大气层中每种类型的气雾剂研究烟雾的运动和长期后果。

目前，在全球气候模型中，远离来源的BB气溶胶层的垂直范围很差。为了帮助改善模型，ARM为2016年6月至2017年10月在Ascension Island上的云层（LASIC）运动中部署了其中一个与云层（LASIC）运动的分层烟雾相互作用的移动大气观测站。约1,000英里。（1,609公里）在非洲西海岸。从这个独特的位置，研究人员从众多仪器中录制了测量，以编译一个代表两个BB季节的综合数据集。

用于激光研究的微脉冲激光雷达

升天岛上的手臂移动设施

ARM发起了激进的运动，专门收集有关烟雾特性（即吸收短波辐射的能力）在长期大气运输后发生变化以及烟雾对云的影响的数据。虽然可从多种仪器获得气溶胶表面测量值，以研究运送到该偏远岛的BB气溶胶层的垂直结构以及每月和季节性变化，但重要的是要包括分析仪器。

“激光的关键MPL能力之一是其双极化能力，它允许歧视烟，灰尘和海盐气溶胶层上方上方，”Argonne国家实验室研究人员Paytsar Muradyan说。“此外，ARM移动设施经常被部署在世界各地的偏远地区，MPL能够提供无人看管的云和气溶胶的连续观察。”

从MPL观测的一天（2018-08-15）的灭绝曲线显示，在21小时内，下沉的烟雾层从00时约2.8 km到21小时的大约1.8 km。

在整个激光场运动中，收集了由大气颗粒的反向散射信号曲线组成的原始MPL测量值。ARM数据中心（ADC）摄入了每小时的原始数据以及MPL校正，气候和预测（CF）标准化NETCDF文件在ADC上存档以帮助验证结果。

对检索到的灭绝配置文件的月度变化的分析提供了首次查看。进化'BB和BB季节的气溶胶垂直结构以及升天岛上的烟层深度升高。在南部非洲燃烧季节（10月至10月）期间，大量影响地球能量平衡和云特性的气溶胶在海洋边界层中很常见。

MPL数据显示烟层主要存在于边界层上方云在1.5至3公里之间在7月的燃烧季节开始时9月延伸到4公里。BB烟层的发生与在表面观察到的黑色峰浓度（> 1,000纳米图/立方米）一致，这表明这些气溶胶强烈吸收，因为背部轨迹表明它们起源于相同的大陆BB区域。

“在激光期间收集的数据提高了我们目前对气溶胶垂直分布及其辐射影响的理解，”LASIC运动的首席研究员Paquita Zuidema说。“这最终将导致长期气候预测的准确性提高，并帮助我们开发能源和环境挑战的可持续解决方案。”

提升大气监测

在位于南大西洋的升天岛上，烟雾笼罩着第一臂移动设施。

MPL仪器可帮助科学家，气象学家和空气质量专业人士监视气溶胶，以更好地了解我们的气氛结构。MPL的远程功能和高质量信号提高了数据捕获过程的效率和准确性，以改善大气监测。MPL最初由Sigma Space为NASA设计，现在是Hexagon的一部分，它使用眼部安全激光器，精密光子计数亚搏苹果app和内置数据分析来提供最佳的信噪比，从而提供了此类别中最可靠的信息。