弗吉尼亚理工大学
大型野火产生的积云将气溶胶带入大气，通过打破到达地球表面的辐射平衡来影响气候变化
关于大气中气溶胶行为的更好的数据可以促进更准确的气候预测
信用:知识共享形象/抄送3
在地球表面上方约17公里处，大气层的第一层与第二层相遇
在称为对流层顶的边界，对流层结束，平流层开始
横跨这个界面，两边各约5公里，是一个大气带，实际上被称为“对流层上部/平流层下部”——UTLS
这片寒冷的尘埃和气体没有受到太大的压力
但是在其中旋转的物质强烈地影响着我们在地球上经历的气候，关于UTLS正在发生的事情的好数据将为我们如何预期气候变化以及何时变化提供更精确的模型
然而，到目前为止，我们知道的很少
布拉德利电气和计算机工程系教授斯科特·贝利说:“实际上，很难相信它是大气层中一个未被探索的区域。”
“这对气候变化预测至关重要
" 控制气候变化已经成为拜登政府经济和公共政策方针的核心支柱；清洁能源倡议、排放上限和其他以气候为重点的条款，在目前国会正在审议的法案中占了数十亿美元的支出
贝利解释说，有效的缓解需要准确的预测，他也是该大学空间科学和工程研究中心Space@VT的主任
“想象你是一个沿海大城市的市长，”他说
“你知道在接下来的50年里，海平面会上升并引发洪水，那么你会怎么做？你需要加固海滩吗？你需要更新建筑规范来为更猛烈的暴风雨做准备吗？你需要开始把城市搬到内陆吗？什么时候？那是20年的问题还是40年的问题？你会对全国沿海的每个城市都有这些问题
" 关于气候变化的基本说法是，温室气体捕捉热量，提高温度，引发极端天气事件
“但这个故事还有更多，”贝利说，他解释说，人类活动实际上促成了两个相互竞争的过程
变暖是其中之一，但另一个不太直观的原因是变冷:悬浮在大气中的气溶胶就像一个隔热罩，将进入的阳光散射回太空，降低温度
(这是导致2010年代全球变暖明显停顿的现象
) 这些气溶胶中的许多都是以这样或那样的方式人为造成的，而UTLS，那里的温度和气压为它们的积累创造了适宜的条件，是许多戏剧上演的地方
研究人员知道其中一些化合物是什么，但对它们的相对丰度或它们如何随时间变化知之甚少
贝利与来自全国各地研究机构的合作者组成了一个强大的团队，他们已经制定了一个计划，最终有可能揭示这个神秘的大气层区域
他们的提议包括一个由六颗小卫星组成的舰队，每颗卫星大约有一个野餐冷却器那么大，不在UTLS内运行，而是在它上面几百公里的地方运行
该项目的技术核心是卫星的货物
每一个都将携带独特的传感器，由新港新闻公司GATS公司构思
并由海军研究实验室的遥感部门开发，用于测量在精确的波长下吸收了多少太阳光
每次轨道运行两次，当每颗卫星都处于合适的位置，向下窥视UTLS的太阳时，传感器将捕捉通过UTLS气溶胶过滤的阳光
由此产生的吸收模式将像化学指纹一样发挥作用，研究小组可以用它来识别这些气溶胶的成分，并跟踪它们如何随时间变化——比以前获得的分辨率和精度更高
贝利说:“这种仪器的独特之处在于，它可以以非常窄的高度增量来反演大气属性。”
大多数大气传感器可以确定他们测量的高度在五公里左右
在只有10公里厚的UTLS，这个分辨率实际上毫无用处
贝利团队将使用的传感器可以精确到不到一公里的高度——足以最终开始识别这些化合物来自哪里以及它们是如何传播的
漂浮在UTLS的气溶胶起源于地球
它们来自海盐、生物物质、野火灰烬、工厂烟囱冒出的烟雾和火山尘埃，这些物质被风暴、气流和其他湍流搅动到大气中
一些气溶胶会自然地过滤到UTLS
但是人类活动已经向大气中注入了足够的热量，打破了热量进出的平衡
贝利说:“我们正在以无法预测的方式扰乱大气层，并看到我们难以理解的变化。”
“例如，如果有一天你看到野火产生的污染，你想跟踪它随时间的移动
要做到这一点，你需要一份详细的资料，这就是这台仪器能做的
" 该团队利用美国宇航局2017年提供的400万美元赠款开发了该仪器的工作原型
现在，他们正在申请更大规模的资金注入来建造真实世界的版本，并将其送入太空
如果他们成功了，从这些卫星传回的数据将有助于把人类行为和气候变化联系起来，填补我们建立可靠的气候模型所需的空白
贝利说:“到什么时候气温会上升多少至关重要，当我们达到一定温度时，仍然有很大的误差线。”
“没有这次任务，我们不会到达那里
这不是一小步，而是一大步
"
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