أستروكلايمز - قياس وفرة CO2 و CH4 في الغلاف الجوي للأرض باستخدام الملاحظات الفلكية

المُلخَّص. يعد رصد وفرة غازات الاحتباس الحراري ضروريًا لتحديد تأثيرها على الاحتباس الحراري العالمي وتغير المناخ. يعد ثاني أكسيد الكربون (CO2) والميثان (CH4) أهم غازات الاحتباس الحراري حين يتعلق الأمر بالاحتباس الحراري العالمي، وهناك العديد من الشبكات الأرضية، مثل TCCON، والأقمار الصناعية، مثل OCO-2 وOCO-3 وGOSAT-2، التي تتولى قياس نسبة مزج الحجم الكلي (VMR) لأحد هذين الغازين أو كليهما. ومع ذلك، تعتمد جميع هذه الشبكات على ضوء الشمس لإجراء قياساتها. بالنسبة لقياسات العمود في الليل، تم استخدام تقنية تسمى الامتصاص التفاضلي المتكامل المسار (IPDA) مؤخرًا باستخدام نظام ليزر. نقدم خوارزمية جديدة، أستروكلايمز، التي تأمل في تكملة وتوسيع قياسات عمود CO2 و CH4 أثناء الليل. يمكن لأستروكلايمز قياس وفرة غازات الاحتباس الحراري على الأرض عن طريق إنتاج طيف نقل تيلوكي وتطبيقه على أطياف النجوم القياسية التيلوكية في الأشعة تحت الحمراء القريبة التي تم التقاطها بواسطة التلسكوبات الأرضية. قمنا بإجراء ملاحظات جديدة ليلية باستخدام مطياف CARMENES في مرصد كالار ألتو، إسبانيا، بالإضافة إلى إطلاق منطاد جوي لقياس ملف جوي محلي. بعد تصحيح تباين بسيط في تقديرات CO2، نُظهر أن قياساتنا لـ CO2 و CH4 تظهر توافقًا جيدًا مع الأدبيات المُعتمَدة، ومتوسط عدم يقيننا النسبي لمعدل كسر الهواء الجاف المتوسط على العمود لـ CO2 و CH4 هو 0.4 % و 0.5 %، على التوالي. هذه الشكوك هي أخطاء دقة تستند إلى فواصل الثقة 68 % من توزيع تحليل MCMC للنتائج اللاحقة، ولا تشمل أي أخطاء نظامية أو تحيزات. سيتم إجراء تحليل تاريخي للبيانات الأرشيفية من عدة أدوات مختلفة في العمل المستقبلي لاختبار خوارزمينا بشكل أفضل وتحديد وقياس التحيزات النظامية المحتملة.