MOPITT

MOPITT es un instrumento de sondeo nadir (que apunta verticalmente hacia abajo) que mide la radiación infrarroja ascendente y utiliza espectroscopia de correlación (comparación de longitudes de onda o absorción entre una muestra conocida y una desconocida) para medir las concentraciones de monóxido de carbono. En esencia, MOPITT toma el monóxido de carbono como filtro óptico para medir la señal del mismo gas en la troposfera. El sensor cuantifica la radiancia emitida y reflejada desde la Tierra a través de tres bandas espectrales :

• Los canales de 4,7 μm se denominan canales térmicos de monóxido de carbono porque las señales provienen de las emisiones térmicas de la superficie terrestre y la atmósfera.
• Los canales de 2,3 μm se denominan canales solares de monóxido de carbono porque absorben la señal dominante de la luz solar reflejada.
• Los canales de 2,2 μm se refieren a los canales solares de metano porque la luz solar reflejada es la señal principal, similar a los canales de 2,3 μm ^{[ 6 ].}

Estos canales absorben diferentes cantidades de energía, lo que genera diferencias en las señales resultantes que se correlacionan con la muestra espectral de monóxido de carbono. Para analizar con mayor detalle los niveles de monóxido de carbono, MOPITT ajusta la longitud del recorrido o la presión del gas de la muestra, lo que provoca que la frecuencia de estas líneas espectrales varíe, dando como resultado una diferencia y una transmisión promedio. La diferencia especifica los gases medidos, mientras que la señal promedio indica la radiación total menos el gas inicial medido. ^{[ 2 ]}

MOPITT tiene una resolución espacial de 22  km horizontalmente y aproximadamente 5  km verticalmente, y escanea la Tierra en un área amplia de 640  km de ancho. Los perfiles de medición de monóxido de carbono se crean mediante el ascenso de radiación térmica en la absorción de 4,6 μm. MOPITT puede observar diferentes capas de la troposfera variando las celdas moduladas: las celdas moduladas por presión (PMC) se utilizan para observar las capas superiores, mientras que las celdas moduladas por longitud (LMC) permiten observar las capas inferiores de la troposfera. ^{[ 8 ]}

En el corazón de MOPITT se encuentra el sistema óptico, compuesto por dos mesas ópticas idénticas "reflejadas" que incluyen las fuentes de calibración, espejos de escaneo, moduladores ópticos, LMC, PMC, moduladores y conjuntos de refrigeración del dewar que contienen óptica fría y detectores térmicos y solares. Un par de enfriadores de ciclo Stirling de baja vibración enfrían el dewar. Unidades que generan bastante calor, como el enfriador, se colocan intencionalmente sobre la placa fría, y otras piezas electrónicas críticas también se colocan cerca de ella. La placa fría, ubicada debajo de la placa base de MOPITT, proporciona un entorno térmico estable para el instrumento. Utiliza acción capilar con amoníaco como fluido de trabajo . ^{[ 6 ] [ 8 ]}

En los dos sistemas ópticos mencionados anteriormente, ocho canales miden monóxido de carbono o metano. Los canales uno, dos, tres, cinco, seis y siete se centran en el monóxido de carbono. Los seis canales para monóxido de carbono varían en presiones de celda de 25 a 800 mb, y sus longitudes de celda oscilan entre 2 y 10  mm. Su longitud de onda central también difiere entre canales, y los tipos de moduladores son LMC o PMC. En cambio, los canales cuatro y ocho miden metano, y su única diferencia radica en los distintos LMC utilizados. Todos los canales operan a 300 K. ^{[ 9 ]}

Se han realizado numerosos estudios utilizando los datos de MOPITT. Entre los más destacados se incluyen:

• El análisis de la variación en la estructura vertical del monóxido de carbono causada por los monzones de verano asiáticos ^{[ 11 ]}
• El examen de la climatología estacional del monóxido de carbono en el hemisferio norte ^{[ 12 ]}
• La observación de grandes gradientes horizontales de monóxido de carbono a escala sinóptica ^{[ 13 ]}
• El estudio de la variabilidad del monóxido de carbono en el hemisferio sur ^{[ 14 ]}
• Observación de un aumento del monóxido de carbono sobre las montañas Zagros en Irán ^{[ 15 ]}
• Detección y análisis del monóxido de carbono emitido por ciudades y áreas urbanas para demostrar el aumento de la contaminación por monóxido de carbono ^{[ 16 ].}
• Desglose de las tendencias del monóxido de carbono en diferentes regiones ^{[ 17 ]}

Solo en el año 2022, más de 250 estudios han utilizado mediciones de MOPITT. ^{[ 6 ]}