発射台のスペースシャトルディスカバリー。画像クレジット：NASA。拡大するにはクリックしてください。
海軍研究所と米国航空宇宙局（NASA）から資金提供を受けた新しい研究によると、スペースシャトルからの排気は、打ち上げ後わずか数日で南極上空に高高度雲を発生させ、世界の輸送プロセスに関する貴重な洞察を提供します下部熱圏[mhs1]。同じ研究により、シャトルのメインエンジンの排気プルームには少量の鉄が含まれており、地上から半世界離れたところから観察できることがわかりました。
Geophysical Research Lettersの7月6日号に掲載される研究著者の国際チームは、STS-107シャトルミッションをケーススタディとして使用し、高度110キロ近くの下部熱圏で放出された排気が南極を形成できることを示しました。極域中間圏雲（PMC）。熱圏は、大気圏で最も高い層であり、中間圏（地球の上空50〜90 km）、成層圏、および対流圏の下にあります。
NASAの熱圏、電離層、中間圏、エネルギー論およびダイナミクス（TIMED）衛星に関する全球紫外線画像装置（GUVI）の研究チームが発表した新しい観測により、2003年1月の打ち上げからわずか2日後のSTS-107排気の南半球への輸送が明らかになりました。排気からの水は、最終的に2002〜2003年の南極の夏の間に、太陽後方散乱紫外線（SBUV）衛星実験によって観測されたPMCの大幅なバーストにつながりました。南半球のPMC形成が続く半球間輸送は予想外でした。
夜光雲としても知られているPMCは、標高83キロメートル近くに出現し、核形成、凝縮、および堆積の微物理過程を通じて作成された水の氷の粒子で構成されています。それらは通常、気温が130度を下回る極寒の極域中間圏に現れますか？ケルビン（-220？F）。 PMC形成につながる特定のプロセスについてはほとんど知られていません。
この研究の筆頭著者によると、E.O。の研究物理学者であるマイケルスティーブンス博士海軍研究所のハルバート宇宙研究センターでは、この研究により複数の画期的な科学結果が生み出されました。
「この研究は、これまで十分に理解されていなかった大気の領域におけるシャトル排気プルームの地球規模の影響を実証することにより、これらの雲の形成に関する新しい説明を拡張するという点でエキサイティングです。」とスティーブンスは言いました。
下層大気における人為的変化の影響は、これらの上層大気雲に反映されていると考える人もいます。歴史的にPMCは極地でのみ見られてきましたが、近年、PMCは[mhs2]コロラド州とユタ州のように低緯度で発見されており、その意味についての関心が高まり、議論が活発になっています。しかし、この研究の発見は、「20世紀後半のPMCトレンドの影響の解釈を、地球規模の気候変動の観点からのみ疑問視する」とスティーブンスは述べた。チームは、スペースシャトルの排気プルームからの水が、南極の1つの夏のシーズン中に観測されたPMCに、驚くべき10〜20％の寄与をすると結論付けています。
プルームが南極大陸に到着したことを確認した重要なデータは、110 km付近の鉄原子の地上観測です。この高度での鉄の存在は、そこに知られている自然の源がないため、もともと科学者を困惑させました。このデータは、シャトルの主要なエンジンによって除去または蒸発された鉄が水煙とともに運ばれ、2003年1月の打ち上げから3〜4日後に南極に到着したことを示しています。水のプルームと鉄の存在はどちらも、チームのデータから推定された南向きの平均風速が、地球規模の循環モデルや風気候学から収集された風速よりもはるかに速いことを示しています。
「これは、大気のこの地域での輸送について、何か新しくてエキサイティングなことを教えてくれます」とスティーブンスは言いました。 「それは非常に速く、シャトルプルームが南極上空に氷を形成してから、他の損失プロセスが実際に有効になる可能性があります。シャトルからのこの寄与と他の多くの小型ロケットからの潜在的な寄与のため、これらの雲の観察と特徴に対する長期的な影響を解釈する際には細心の注意を払わなければなりません。」
NRLとNASAは、全米科学財団、英国ケンブリッジの英国南極調査、およびイリノイ大学アーバナシャンペーンからの寄付により、研究に資金を提供しました。この研究の他の研究者には、ジョージ・メイソン大学のバージニア州フェアファックスのロバート・マイヤーが含まれます。イリノイ大学アーバナシャンペーン校のXinzhao Chu。 Matthew DeLand of Science Systems＆Applications、Inc.、Lanham、MD;イギリスのノリッジにあるイーストアングリア大学のジョンプレーン。
元のソース：NRLニュースリリース
