| | |  | GOMOS | |
GOMOS
Durante gli ultimi decenni è risultato sempre più evidente che la composizione chimica dell’atmosfera sta cambiando su scala globale e che l’attività umana è parzialmente responsabile di questo cambiamento. L’ozono ha un ruolo centrale nella chimica atmosferica. È in gran parte responsabile del riscaldamento stratosferico tramite l’assorbimento delle dannose radiazioni UV; determina largamente la capacità ossidante della troposfera, ed è un importante gas 'serra'. La scoperta del 'buco nell’ozono' sull’Antartide ha richiamato l'attenzione anche sul bilancio globale dello strato di ozono.
Per comprendere i processi che determinano il comportamento fisico e fotochimico dell’atmosfera, sono necessarie misurazioni globali dettagliate della quantità e della distribuzione orizzontale e verticale dell’ozono e degli altri gas. Grazie alle misurazioni di strumenti installati a terra e sui satelliti sono stati analizzati i trend dell’ozono dal 1964 ad oggi.
Sebbene queste misurazioni concordino entro intervalli di errore in alte percentuali, esse lasciano un ampio margine di incertezza (il tasso di impoverimento dell’ozono è stato nell’ordine di frazioni percentuali per anno, molto al di sotto della precisione di misurazione della maggior parte degli strumenti spaziali esistenti). Il confronto della misurazione dei trend dell’ozono con i modelli di simulazione mostra ancora forti discrepanze.
| | | GOMOS |
Di conseguenza abbiamo la chiara esigenza di aumentare la comprensione dei processi centrali coinvolti nella chimica atmosferica e risulta di importanza vitale monitorare ed esaminare il bilancio globale dell’ozono e di altri gas importanti dal punto di vista chimico. Per soddisfare questa esigenza, sono necessari dati accurati basati sull'altitudine.
Lo strumento a bordo di Envisat, il Global Ozone Monitoring by Occultation of Stars (GOMOS), è il più recente degli strumenti dell’ESA destinato al monitoraggio dell’ozono. È uno strumento che fornisce la mappatura globale dell’ozono in base all'altitudine e il monitoraggio dei trend con tutta la precisione necessaria per la comprensione della chimica dell’ozono e la convalida dei modelli.
Strumento di GOMOS
Gli obiettivi primari della missione GOMOS sono:
- Misurazione dei profili di ozono, NO2, NO3, OClO, temperatura e vapore acqueo
- Capacità di misurazione diurna e notturna
- Copertura globale con più di 600 misurazioni di profili al giorno
- Capacità di misurazione dell’altitudine tra la tropopausa e 100 km
- Risoluzione dell'altitudine superiore a 1,7 km
GOMOS è uno strumento di misurazione atmosferica altamente innovativo. È la prima volta infatti che il principio della misurazione dell’occultazione delle stelle è stato usato per la determinazione del profilo dell’ozono.
Il principio di misurazione dell’occultazione delle stelle richiama una tecnica di rilevamento remoto chiamata 'limb sounding'. Con il Limb sounding il sensore non punta verso la Terra, ma guarda nello spazio attraverso l’atmosfera, lungo una traiettoria tangente alla Terra.
La linea di visuale dello strumento può essere successivamente orientata verso una stella preselezionata e mantenuta fino a che la stella non tramonta dietro all’atmosfera della Terra osservata all’orizzonte. Durante l’occultazione della stella, vengono continuamente registrati i suoi spettri: ultravioletto, visibile e vicino agli infrarossi. Man mano che la stella tramonta nell’atmosfera, il suo spettro diventa sempre più attenuato a causa dell’assorbimento dei vari gas dell’atmosfera, ciascuno dei quali è caratterizzato da una firma spettrale nota e ben definita.
Sulla terra, gli spettri attenuati registrati dal GOMOS vengono confrontati con lo spettro stellare non attenuato misurato alcune decine di secondi prima, fuori dall’atmosfera, permettendo in questo modo di ottenere con la massima accuratezza lo spettro di assorbimento. Questo metodo radiometricamente autocalibrato è protetto dagli scostamenti di sensibilità ed è pertanto in grado di soddisfare i severi requisiti di affidabilità del rilevamento dei piccolissimi trend dell’ozono e di altri gas.
Le misurazioni di GOMOS basate sulle occultazioni delle stelle offrono da una parte vantaggi significativi in termini di copertura globale buona e uniforme, di funzionamento diurno e notturno e di risoluzione verticale elevata; dall’altra, hanno rappresentato una impegnativa sfida per il design dello strumento.
| |
