Atmosfärens gravitationsvågor - tre luckor att fylla
Stora förändringar sker idag i alla delar av atmosfären. Troposfären värms som bekant upp på grund av koldioxidökningen, som förändrar jordens strålningsbudget. Stratosfären kyls ner av samma orsak. I mesosfären ökar inflödet av uppbrunnet material från uttjänta satelliter, och i termosfären ökar mängden rymdskrot.
För att förstå hur dessa effekter sammankopplas krävs en helhetsbild av atmosfären, där även de övre delarna är realistiskt representerade. Därför har till exempel klimatmodeller på senare tid utökats uppåt för att inkludera stora delar av den så kallade när-rymden.
Ett problem när man kopplar ihop alla delar är bristen på kunskap om de luftvågor som transporterar energi och rörelsemängd. Luften är nämligen, precis som havet, fylld av vågor. Vågorna i luften är osynliga, men de är inte desto mindre otroligt viktiga för att förstå vår atmosfär.
De är till exempel orsaken till att den kallaste platsen i vår atmosfär är över sommarpolen, där det annars borde vara relativt varmt eftersom solen lyser dygnet runt. Precis som man kan känna att man blir meddragen av en brytande havsvåg drar lufthavets vågor med sig atmosfären när de bryter och sätter på så vis igång luftströmmar och vindar.
Denna deponering av energi och rörelsemängd ger alltså upphov till stora cirkulationsmönster som inte skulle finnas om det inte vore för vågorna. Ett exempel är den mesosfäriska cirkulationen på cirka 50–100 km höjd, där luften strömmar hela vägen från ena sidan av jordklotet till den andra och därmed sammanbinder ”vädret”, till exempel bildandet av moln över sommarpolen, med exempelvis temperaturen över vinterpolen, alltså på motsatta sidan av jordklotet.
Denna luftström drar även med sig material från meteorer som deponeras runtom hela jordklotet till vinterpolen, där de eventuellt påverkar de stratosfäriska pärlemormoln som är kända för att påskynda ozonnedbrytningen. Det är troligt att även materialet från uppbrända satelliter följer med denna cirkulation, men det är ingen som vet.
Denna ansökan utgör fas 2 för finansiering av Linda Megners (LM) forskning och karriär. LM:s forskning syftar till att förbättra vår kunskap om hela atmosfären, så att fundamentala parametrar, indata och kopplingseffekter kan representeras realistiskt i modeller. Detta leder inte bara till bättre väder- och klimatprognoser, utan även till bättre förståelse för hur vår atmosfär reagerar på andra förändringar, som till exempel det ökade inflödet av satellitmaterial.
Ansökans huvudprojekt syftar till att ge bättre kunskap om luftvågorna som sammankopplar atmosfären genom att kartlägga var, när och hur rörelsemängd deponeras, genom att direkt studera vågorna.
Data från den svenska satelliten MATS, som LM har varit projektledare för, ger oss för första gången en global bild av dessa luftvågor i tre dimensioner. Genom att jämföra dessa observationer med atmosfärsmodeller kan vi utveckla ett fundament för mer korrekta fysikaliska beskrivningar av luftvågorna och deras effekter.
Eftersom detta är en karriäransökan inkluderar den även projekt som utgör en mindre del av arbetet under fas 2, men som öppnar för vidare forskning och karriärutveckling på längre tidsskalor.
ECO-missionen är en kandidat för ESA:s jordobservationsprogram och syftar till att mäta jordens strålningsbudget, det vill säga inkommande energi minus utgående energi. Denna nettoenergi är det som ger upphov till temperaturökningen, och genom att mäta den kan man ta reda på vilken uppvärmning vi kan förvänta oss långt innan själva temperaturförändringen sker.
Det sista projektet är triggat av den stora ökningen av antalet satelliter som sker för tillfället, inte minst på grund av Starlink-konstellationerna. Projektet fokuserar på att observera satellitmaterial på olika platser i atmosfären. Syftet är att förstå dess påverkan på atmosfären så att man kan utveckla framtidens satelliter på ett sätt som minimerar eventuella negativa konsekvenser.