Füst a sztratoszférában
Szélsőséges esetekben a leghevesebb tüzek és vulkánkitörések füstje a sztratoszféráig emelkedhet. Az ISS-ről az űrhajósokon kívül a NASA műszere is rendszeresen figyeli a légkörnek ezt a fontos rétegét.
Az ISS űrhajósai naponta akár 16 napkeltét és ugyanennyi napnyugtát láthatnak. A 400 km körüli magasságban keringő ISS-ről nemcsak a ragyogó vörös és narancs színek látványban gyönyörködhetnek ilyenkor, hanem tudományos célú megfigyeléseket is végezhetnek. Erre kiváló lehetőség nyílik az európai Cupola modulból, ahonnan nem csak a Föld felszínére merőlegesen, hanem oldalirányban is kinézhetnek, így megfigyelhetik és fényképezhetik a Föld korongjának peremét.
Az európai Cupola modulból az űrhajósok nemcsak a Föld felszínére merőlegesen, hanem oldalirányban is kinézhetnek. A képen: Samantha Cristoforetti olasz ESA-űrhajós. (Kép: ESA / NASA)
Napkeltekor és napnyugtakor a Nap közel helyezkedik el a Föld korongja pereméhez, így fénye érintő irányban keresztülvilágít a légkörön, lehetővé téve a spektrum különböző tartományaiban a fényszórás vizsgálatát.
Az ISS062-E-5419 űrhajósfotót az űrállomás 61. legénységének egyik tagja 2020. február 12-én készítette, Nikon D5 digitális fényképezőgéppel, 400 mm fókuszú objektívvel. (Kép: NASA Earth Observatory, Joshua Stevens; NASA/JSC Gateway to Astronaut Photography of Earth)
Az űrhajósok által készített fényképfelvételek különösen alkalmasak a sztratoszférába jutó aeroszolok láthatóvá tételére (a sztratoszféra a sarkvidékeken nagyjából 7 km körüli magasságban kezdődik, míg az Egyenlítő felé haladva alsó határának magassága fokozatosan 20 km-ig nő). A földkorong pereméről készült képek különösen alkalmasak az aeroszolok függőleges eloszlásának vizsgálatára. A fenti, 2020. február 12-én készült képen a tengeri só és a por levegőben lebegő aeroszol szemcséi színezik narancssárgára a légkört az Atlanti-óceán déli része fölött. Az apró szemcsék egy része a rövidebb hullámhosszakat (a kéket és a zöldet) erősebben szórja, mint a hosszabbakat, ezért a légkörön átjutó fényben a vörös és a narancs színek dominálnak. Magasabban az aeroszolok mennyisége csökken, ezért elsősorban a levegőmolekulák szórják a fényt, aminek következtében a légkörnek ez a rétege kéknek látszik.
A felső kép kinagyított részlete. (Kép: NASA Earth Observatory, Joshua Stevens; NASA/JSC Gateway to Astronaut Photography of Earth)
A kettő között, 23 és 30 km közötti magasságban sűrű füstréteg húzódik, amely az Ausztráliában 2019–20-ban tomboló rendkívül heves bozóttüzekből került a magasba. A legintenzívebb tűzfészkek környékén úgynevezett pirokumulusz felhők alakultak ki, amelyek minden korábban megfigyeltnél magasabbra emelték a füstszemcséket. Az alábbi képen ugyanez a füstfelhő a CALIPSO műhold 2020. január 23-i mérései alapján látható.
Az aeroszol eloszlása Dél-Amerika nyugati partja környékén (lásd a műhold pályáját a betéten) a CALIPSO műhold 2020. január 23-i mérései szerint. A sztratoszférába az ausztrál bozóttüzekből jutott az aeroszol. (Kép: NASA Earth Observatory, Calipso adatok: NASA / CNES)
A tüzekből és a vulkánkitörésekből a sztratoszférába jutó aeroszolok visszaverik a napfény egy részét, ezáltal árnyékoló hatást fejtenek ki, ami hűti a felszínt. Legújabban az űrhajósok a La Soufrière vulkán 2021. áprilisi kitörése nyomán a sztratoszférába kerülő hamut és port is megfigyelték.
Az ISS-ről nemcsak az űrhajósok figyelik és fényképezik az aeroszolokat, ezt a célt szolgálja az űrállomás fedélzetén a NASA SAGE-III kísérlete (Stratospheric Aerosol and Gas Experiment III), amelyet 2017-ben állítottak üzembe, hogy egy az 1970-es évek végén megkezdett méréssorozatot folytasson. A műszerrel az aeroszolokon kívül a sztratoszféra ózon- és vízgőztartalmát is figyelik.
A sztratoszféra fő jellemzője, hogy a légkör legalsó rétegével, a troposzférával ellentétben a magasság növekedésével a hőmérséklet emelkedik, ami főként az ózon kémiai reakcióinak köszönhető. A sztratoszféra alján a levegő átlagos hőmérséklete –55 °C, ami a réteg tetejéig –15 °C-ig emelkedik. A másik fontos különbség, hogy a troposzféra turbulens és nedves levegőjében mindig jelen vannak felhők, ezzel szemben a sztratoszféra száraz levegőjében (ritka kivételektől eltekintve) szinte soha nem fordulnak elő.
