오존

2월 9일, NOAA-21 위성의 오존 측정 장치가 문을 열었고, 약 일주일 뒤인 11월 10일 위성 발사 이후 처음으로 글로벌 이미지를 포착했습니다. OMPS(오존 매핑 및 프로파일러 제품군)는 지구의 오존층을 모니터링하고 대기 오존층을 파괴하는 화학 물질의 양이 감소함에 따라 복구를 추적하는 데 필수적인 세 가지 센서 세트로 구성됩니다.

상단 이미지는 전 세계에 분포된 대기 중의 총 오존을 보여줍니다. 더 높은 오존 수치는 북극 근처에 집중되어 있으며, 이는 연중 이맘때에 일반적입니다.

위 이미지(그림 2)는 기기의 Nadir Mapper가 2월 17일에 촬영한 관측의 전체 모자이크를 보여줍니다. 가장 높은 광도는 밝은 구름 꼭대기와 관련이 있습니다. 구름 반사 채널은 총 오존 농도를 추정하는 데 사용되는 5가지 기본 채널 중 하나입니다.

같은 날 NOAA-21의 OMPS는 1년 전 남태평양에서 강력하게 폭발하기 시작한 거대한 Hunga Tonga 수중 화산에서 남은 화산 에어로졸도 감지하여 수증기와 이산화황을 성층권으로 분출했습니다(그림 3 참조).

OMPS는 원래 대기 중의 오존을 측정하도록 설계되어 자외선의 유해한 영향으로부터 인간과 지구상의 다른 생명체를 보호합니다.

NOAA JPSS(Joint Polar Satellite System)의 OMPS 장비 과학자인 Glen Jaross는 "목표는 장기간에 걸쳐 오존을 매우 정확하게 측정할 수 있는 것이었습니다."라고 말했습니다. "우리는 10년 단위로 오존 변화를 퍼센트 이상으로 측정할 수 있기를 원합니다."

시간이 지남에 따라 OMPS 장비의 기능은 산불 연기, 이산화황, 화산재와 같은 다른 에어로졸을 포함하도록 확장되었습니다.

OMPS는 악천후의 구름 구조도 포착할 수 있습니다. 위의 세 이미지(그림 4)는 2023년 2월 18일 인도양의 열대 폭풍 위에서 촬영되었습니다. 왼쪽 이미지는 NOAA-21의 OMPS 장비에서 가져온 것이고 오른쪽 사진은 NOAA-20의 OMPS에서 가져온 것입니다. 구름 구조는 NOAA-20 및 Suomi NPP의 구름 구조에 비해 NOAA-21 위성의 OMPS에서 더 명확하게 볼 수 있습니다. 이는 최신 장비의 공간 분해능이 향상되었기 때문입니다.

NASA는 1970년에 우주에서 오존을 측정하기 시작했습니다. 과학자들이 염화불화탄소(CFC)라고 불리는 유해 화학물질이 대기 오존을 위험하게 고갈시킨다는 사실을 발견한 지 얼마 되지 않은 때였습니다. 1980년대 중반에 과학자들은 남극 성층권에서 오존 구멍을 발견했습니다. 이러한 가스를 금지하려는 세계적인 노력으로 지난 30년 동안 오존 수준이 안정화되었으며, 최근 측정 결과 오존 수준이 증가하기 시작했음을 나타냅니다.

NOAA-21의 자매 위성인 NOAA의 합동 극지 위성 시스템(NOAA)의 NOAA-20 및 Suomi-NPP에서도 비행하는 OMPS 장비는 Aura 위성에 탑재된 장비와 함께 2022년 9월 7일부터 2022년 10월 13일 사이에 2019년 남극 오존홀은 평균 면적이 890만 평방마일에 달해 지난해보다 면적이 조금 작아지면서 감소세를 이어갔다.

JPSS의 OMPS 장비 관리자인 Natalie Ciampa에 따르면 지난주 엔지니어들은 최저점 및 팔다리 센서 도어를 여는 메커니즘을 지시하는 명령을 OMPS에 보냈습니다. 이를 통해 기기는 데이터 수집을 시작할 수 있었습니다.

OMPS는 대기에서 "후방 산란"되는 빛을 감지합니다. 그것은 대기나 지구 표면에서 반사되는 햇빛입니다. OMPS는 태양을 보고 직접적인 태양 신호를 측정한 다음 지구를 향하여 다시 반사되는 신호의 비율을 측정함으로써 이를 수행합니다.

Jaross는 지구를 디스코 볼에 빛나는 레이저로 생각한다고 말했습니다. 태양은 레이저와 같으며 모든 반짝임은 지구에서 반사되는 빛입니다. "그리고 OMPS가 저쪽에 앉아서 모든 빛을 포착하고 있습니다."

OMPS는 Nadir Mapper를 사용하여 전 세계의 총 오존을 매핑하고 Nadir Profiler 및 Limb Profiler를 사용하여 대기를 수직으로 조사하여 다양한 고도에서 정확한 측정값을 수집하는 두 가지 방법으로 대기 오존을 측정합니다. NOAA가 운영하는 스위트룸의 천저 장비(NM)는 지구를 직접 가리키며, NASA가 운영하는 사지 장비(LP)는 각도에서 측정합니다. 그리고 NOAA-21의 최신 버전에는 몇 가지 개선 사항이 있습니다.