به گزارش سرویس ترجمه ایمنا، ناسا در اولین برنامه "مأموریت آزمایش مقیاس فرعی دینامیک اقیانوسی" (Sub-Mesoscale Ocean Dynamics Experiment) که به S-MODE نیز شناخته می‌شود با نصب ابزارهای علمی روی یک گلایدر خودکار اقیانوسی و چندین هواپیما و به‌کارگیری مجموعه‌ای از ابزارهای آبی و هوایی قصد دارد نشان دهد که دقیقاً در زیر سطح اقیانوس‌ها چه اتفاقی می‌افتد.
دلایل اهمیت بررسی جریان‌های زیرین اقیانوس‌ها
یک مشکل اساسی در شبیه‌سازی سیستم آب‌وهوایی زمین، وجود تعاملات در مقیاس‌های مختلف است به طوری که مقیاس‌های بزرگ مکانی و زمانی می‌توانند نسبت به فرآیندهای کوچک‌مقیاس حساس باشند. با بهبود وضوح محاسباتی مدل‌های جریان جهانی اقیانوسی، دانشمندان به این نتیجه رسیدند که جبهه‌هایی آب‌وهوایی و گرداب‌هایی با مقیاس چندین کیلومتر که تغییرپذیری زیر مقیاس یا مقیاس فرعی نامیده می‌شود اثری خالص روی تبادل حرارت میان اقیانوس و جو می‌گذارد که از گرمایش حاصل از اثر گلخانه‌ای بزرگ‌تر است.
چرایی مطالعه گرداب‌ها
اقیانوس یک مجموعه آبی عظیم است که دائماً حرکت می‌کند. به الگوهای کلی این حرکت جریان‌های اقیانوسی گفته می‌شود که گاهی به بخش‌های کوچک‌تر تقسیم شده و جریان‌هایی دایره‌ای به نام گرداب ایجاد می‌کنند. درک گرداب‌ها به دانشمندان کمک می‌کند تا دریابند که چگونه اقیانوس‌های زمین سرعت تغییرات جهانی را کاهش می‌دهند.
دانشمندان بر این باورند که این گرداب‌ها نقش مهمی در انتقال گرما از سطح اقیانوس به لایه‌های زیرین آن و بالعکس دارند. علاوه بر این ممکن است در تبادل گرما، گازها و مواد مغذی میان اقیانوس و جو زمین نقش داشته باشند در واقع گفته می‌شود که حرکت چرخشی گرداب‌ها در اقیانوس باعث می‌شود مواد مغذی که به طور معمول در آب‌های سردتر و عمیق‌تر یافت می‌شوند حالا به سطح آب بیایند.
تأثیرات مهم و بلندمدت گرداب‌ها روی نواحی بالای اقیانوس به اتفاق، توسط پیشرفته‌ترین مدل‌های رایانه‌ای موجود به اثبات رسیده و پیش‌بینی شده است. با این حال پیش‌بینی‌های مذکور نسبت به جزئیات ریزی که در مدل‌های فیزیکی و پیاده‌سازی این مدل‌ها مشخص شده حساس است. وضوح جزئیات ریز این شبیه‌سازی‌ها از تمامی اطلاعات به دست آمده توسط سنسورهای فضایی یا موقعیتی نصب شده در محل بالاتر بوده است لذا استناد به این منابع مهم اثبات نشده در شبیه‌سازی‌های جریان جهانی اقیانوسی نیازی مبرم به مجموعه داده‌هایی با معیار جامع در مورد این حرکات زیر مقیاس یا مقیاس فرعی دارد.
آزمایش مقیاس فرعی دینامیک اقیانوسی یا S-MODE
با توجه به موارد ذکر شده، مأموریتی تحت‌عنوان "آزمایش مقیاس فرعی دینامیک اقیانوسی" یا S-MODE طراحی شد تا فرضیه " پویایی اقیانوس‌ها در مقیاس فرعی نقش مهمی در فعل و انفعالات عمودی آب‌وهوایی و تغییرپذیری بیولوژیکی در نواحی بالای اقیانوس" را بیازماید. این امر مستلزم استفاده هماهنگ از تکنیک‌های سنجش از راه دور و موقعیتی (در محل) است که بتواند نمایی بی‌سابقه از فیزیک جبهه‌های آب‌وهوایی و گرداب‌های زیر مقیاس همچنین اثرات آن‌ها در جابه‌جایی‌های عمودی در نواحی بالای اقیانوس فراهم آورد. این مأموریت برای آزمایش فرضیه مذکور از اندازه‌گیری‌های ترکیبی جدیدی از سیستم‌عامل‌ها و ابزارآلات همراه با تجزیه و تحلیل و مدل‌سازی داده‌ها استفاده می‌کند.
با تأخیری یک ساله به دلیل فراگیری بیماری کووید -۱۹ ناسا سرانجام این مأموریت را به مرحله اجرا گذاشت و مقدمات اولیه برای آغاز رسمی پروژه در اکتبر ۲۰۲۱ را فراهم کرد. تیم S-MODE امیدوار است که با جمع‌آوری اطلاعات درباره حرکات مقیاس‌کوچک آب در گرداب‌های اقیانوسی که در حدود ۶ تا ۱۰ کیلومتر طول دارند و به آرامی آب اقیانوس را به چرخش در می‌آورند، بتواند وقایعی که در زیر سطح آب اقیانوس در جریان است را بررسی و تأثیرات عمیق آن‌ها روی آب‌وهوای مناطق مختلف جهان را اثبات کند.
تجهیزات مورد استفاده توسط تیم S-MODE
این تیم از یک گلایدر موجی خودکار استفاده می‌کند که به کمک ابزارهای دقیق علمی طراحی شده است و می‌تواند اقیانوس‌ها را از روی سطح‌شان بررسی کند. مهم‌ترین ابزارهای موجود در آن نیز عبارت است از پروفایل‌های آکوستیک داپلر صوتی که از سونار برای اندازه‌گیری سرعت آب و جمع‌آوری اطلاعات در مورد سرعت جریان‌های اقیانوسی و گرداب‌ها، همچنین جهت حرکت هر یک از آن‌ها استفاده می‌کنند. این گلایدر همچنین مجهز به ابزارهایی برای اندازه‌گیری سرعت باد، دما و رطوبت هوا، دما و شوری آب و تابش نور مرئی و مادون قرمز خورشید است. داده‌های این گلایدر به دانشمندان اجازه می‌دهد تا تبادل گرما و گازها میان جو زمین و اقیانوس را تخمین بزنند و در نتیجه تغییرات آب‌وهوایی جهانی را بهتر درک کنند.
همان‌طور که گلایدر مذکور به حرکت آهسته خود روی سطح اقیانوس ادامه می‌دهد، چندین هواپیما نیز برای جمع‌آوری داده‌های بیشتر از یک زاویه دید مناسب‌تر به پرواز در می‌آیند. در آزمایش مذکور علاوه بر گلایدر و هواپیما، یک کشتی بزرگ و چند شناگر خودکار نیز برای اندازه‌گیری فیتوپلانکتون و سایر مواد بیولوژیکی موجود در آب مورد استفاده قرار خواهند گرفت.
نظر شما