เพื่อให้เข้าใจว่าเมฆที่ ‘ส่องแสงในยามค่ำคืน’ ก่อตัวอย่างไร นักวิทยาศาสตร์จึงสร้างมันขึ้นมาเอง

เพื่อให้เข้าใจว่าเมฆที่ 'ส่องแสงในยามค่ำคืน' ก่อตัวอย่างไร นักวิทยาศาสตร์จึงสร้างมันขึ้นมาเอง

ภารกิจ Super Soaker ของ NASA นั้นเป็นโครงการ DIY สุดขั้ว: เพื่อให้เข้าใจได้ดีขึ้นว่าเมฆที่ก่อตัวเป็นแสงจ้าหรือแสงจ้าในตอนกลางคืนเป็นอย่างไร นักวิจัยจึงสร้างมันขึ้นมาจากศูนย์เย็นวันหนึ่งก่อนรุ่งสางในเดือนมกราคม 2018 นักวิจัยเปิดตัวจรวดลากน้ำที่มีมูลค่าในอ่างอาบน้ำจาก Poker Flat Research Range ในเมือง Chatanika รัฐอะแลสกา เมื่อจรวดนี้อยู่ห่างจากพื้น 85 กิโลเมตร สินค้าทาง

น้ำของมันก็ระเบิด พ่นไอโซสเฟียร์ชั้นบนที่กลายเป็นก้อนน้ำแข็งที่กลายเป็นก้อนน้ำแข็ง 

เมื่อหมอกน้ำแข็งที่ลอยสูงเช่นนั้นส่องสว่างด้วยแสงแดดจากขอบฟ้าหลังพระอาทิตย์ตก พวกมันจะถูกมองเห็นในท้องฟ้าที่มืดมิดเป็นเมฆ ที่ส่องแสงระยิบระยับ ( SN: 7/16/19 )

เมฆในการทดลองนี้มีขนาดเล็กเกินกว่าจะมองเห็นจากพื้นดิน แต่แสงสะท้อนจากเลเซอร์บนพื้นดินที่มุ่งเป้าไปที่จรวด “Super Soaker” ตรวจพบก้อนผลึกน้ำแข็ง 18 วินาทีหลังจากการระเบิด จากการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ของการก่อตัวของเมฆ เมฆนั้นสามารถก่อตัวขึ้นได้อย่างรวดเร็วก็ต่อเมื่ออุณหภูมิภายในกลุ่มไอระเหยนั้นเย็นกว่าอากาศโดยรอบประมาณ 25 องศาเซลเซียส นักวิจัยรายงานในวารสารกุมภาพันธ์ของการวิจัยธรณีฟิสิกส์: ฟิสิกส์อวกาศ

คูลดาวน์อย่างรวดเร็วจากอุณหภูมิเริ่มต้นประมาณ -45 องศาเซลเซียส แสดงให้เห็นว่าไอน้ำที่ปล่อยออกมาจากจรวดไม่เพียงแต่ให้ H 2 O เพื่อสร้างผลึกน้ำแข็งเท่านั้น แต่ยังทำให้อากาศเย็นลงอย่างแข็งขันเพื่อก่อให้เกิดการก่อตัวของเมฆ

นักวิจัยร่วม Richard Collins นักวิทยาศาสตร์ด้านบรรยากาศของ 

University of Alaska Fairbanks กล่าวว่า ไอน้ำสามารถทำให้บรรยากาศชั้นบนเย็นลงได้ เนื่องจาก H 2 O ปล่อยรังสีอินฟราเรดได้ดีมาก และก๊าซในชั้นบรรยากาศสูงก็เบาบางเพียงพอที่ความร้อนนี้จะไหลออกสู่อวกาศได้ง่าย .

ที่ระดับความสูงเหล่านี้ ไอน้ำเองก็สามารถทำให้อากาศเย็นลงได้มากพอที่จะสร้างเมฆที่สว่างไสว

ภาพถ่ายไทม์แลปส์ของการปล่อยจรวดสามลูกและตัวติดตามสารเคมีในท้องฟ้ายามค่ำคืน

ภาพถ่ายเหลื่อมเวลานี้แสดงเส้นทางสว่างของการปล่อยจรวดสามลำจาก Poker Flat Research Range ในอลาสก้า จรวดหนึ่งลูกระเบิดภาชนะใส่น้ำเพื่อสร้างเมฆ (มองไม่เห็น แต่ตรวจพบโดยใช้ลำแสงเลเซอร์สีเขียวที่ชี้ไปที่ท้องฟ้า) จรวดอีกสองลูกปล่อยสารเคมีที่เจิดจ้าไปในอากาศเพื่อติดตามการเคลื่อนไหวของลม (สร้างรอยเปื้อนสีน้ำเงิน-ขาวที่มุมขวาบน)

ZAYN ROOHI, POKER FLAT RESEARCH RANGE, สิ่งอำนวยความสะดวกการบิน WALLOPS ของ NASA

การทดลอง Super Soaker “เป็นแนวคิดที่สร้างสรรค์มาก” Xinzhao Chu นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในงานนี้กล่าว เมฆ noctilucent สว่างขึ้นและบ่อยขึ้นในช่วงสองสามทศวรรษที่ผ่านมา แต่ก็ยังไม่ชัดเจนนักว่าเกิดจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ซึ่งคาดว่าจะทำให้ชั้นบรรยากาศมีโซสเฟียร์เย็นลงและเปียก มากขึ้น เมื่อเทียบกับการปล่อยจรวดที่สูบไอน้ำเข้าไปในชั้นบรรยากาศมากขึ้น การทำความเข้าใจเมฆที่สร้างจากจรวดได้ดีขึ้นสามารถช่วยแยกผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในชั้นบรรยากาศชั้นบนได้