Пол О. Веннберг — профессор атмосферной химии, наук об окружающей среде и инженерии имени Р. Стэнтона Эвери в Калифорнийском технологическом институте (Калтех). [1] Он является директором Центра глобальной экологической науки Рональда и Максин Линде. [2] Он является председателем Сети наблюдений за общим углеродным столбом [3] и одним из основателей проекта Орбитальной углеродной обсерватории , в рамках которого был создан первый космический аппарат НАСА для анализа содержания углекислого газа в атмосфере. [4] Он также является главным исследователем Марсианского атмосферного спектрометра затмения следовых молекул (MATMOS) для исследования следовых газов в атмосфере Марса. [5]
Исследования Веннберга сосредоточены на атмосферной химии планет, включая качество воздуха , фотохимию и углеродный цикл . [2] Он проектирует и создает дистанционные и наземные научные приборы, которые используются в полевых исследованиях, поддерживаемых Национальным научным фондом и НАСА. [5] Его научные приборы сделали возможным измерение радикалов в атмосфере в концентрациях, которые ранее не могли быть обнаружены. Он измеряет атмосферные следовые газы, что позволяет точно описывать обмен углекислым газом и другими газами между атмосферой, сушей и океаном. [6] Его исследования существенно продвинули понимание атмосферной химии тропосферы и стратосферы . [ 7]
Пол Веннберг вырос в Уотербери-Сентере, штат Вермонт . Он получил степень бакалавра в Оберлинском колледже в 1985 году и степень доктора философии в Гарвардском университете в 1994 году. [8] В Гарварде он работал с Джеймсом Г. Андерсоном , профессором атмосферной химии. [9] Его докторская диссертация была посвящена измерениям стратосферных гидроксильных и гидропероксильных радикалов на месте . [10]
Веннберг присоединился к Калтеху в 1998 году. Он был доцентом кафедры атмосферной химии и инженерной экологии с 1998 по 2001 год, став полным профессором в 2001 году. В 2004 году он был назначен профессором атмосферной химии, наук об окружающей среде и инженерии имени Р. Стэнтона Эвери. [2] Веннберг был связан с Центром глобальной экологической науки Рональда и Максин Линде в Калтехе с момента его основания в 2008 году. [11] Он занимал должность директора с 2008 по 2011 год, исполнял обязанности директора с 2012 по 2014 год и был директором с 2014 года. [2]
Еще работая в Гарварде, Веннберг разработал усовершенствованные бортовые датчики для измерения радикалов в атмосфере, в частности, нечетных водородных радикалов OH и HO 2 . [12] Разработанный им прибор для лазерной флуоресценции был помещен в носовую часть самолета NASA ER-2 для измерения радикалов во время полета. [13] [14] Он использовался для измерения радикалов как в тропосфере , так и в стратосфере . [13]
Датчик Веннберга использовался в нескольких миссиях NASA, начиная с миссии SPADE в 1993 году. [13] SPADE получил первые одновременные измерения in situ OH, HO 2 , NO, NO 2 , ClO и BrO из нижней стратосферы. Данные были использованы для расчета скорости потери озона и показали, что HO x доминирует в потере стратосферного озона, результат, который ранее не наблюдался. [15] Миссия NASA ASHOE/MAESA (1994) провела измерения HO x на широтах от -70° ю. ш. до 70° с. ш., простираясь почти от южного полюса до северного полюса. Миссия STRAT (1995–1996) была первой, зарегистрировавшей измерения HO x в верхней тропосфере, и продемонстрировала, что концентрация HO x значительно превышает ожидаемые уровни. [16] Миссия POLARIS в 1997 году получила измерения вплоть до 90° северной широты, Северного полюса. [14] В 2004 году прибор Веннберга был модифицирован для измерений водяного пара и его изотополога HDO на месте и стал основой гарвардского «Хоксотопа». [17] [13]
Используя эти инструменты, он опроверг давнее убеждение, что нижний стратосферный озон разрушается в основном оксидами азота; Веннберг показал, что катализ нечетного водорода представляет собой количественно более важный процесс. В отличие от стратосферы, значительная часть тропосферного озона возникает из-за присутствия оксида азота, доставляемого в атмосферу самолетами и поверхностным сжиганием углеводородов. Озон в стратосфере действует как защитный экран от ультрафиолетового излучения, но озон в тропосфере значительно снижает качество воздуха. Разрабатывая методы измерения радикальных газов in situ и интерпретируя эти результаты в рамках теоретической основы, Веннберг продвинул наше понимание химии атмосферы. [7]
После перехода в Калтех Веннберг был глубоко вовлечен в два взаимосвязанных долгосрочных проекта по приборостроению и сбору данных: Орбитальная углеродная обсерватория и ее наземный аналог — Сеть наблюдений за углеродной колонкой. [10] Цели включают в себя лучшее понимание углеродного цикла, проверку данных с космических приборов и установление стандарта для наземного сетевого сбора данных in situ. [18]
В 2002 году [10] Веннберг был избран председателем Сети наблюдений за углеродным столбом (TCCON). [3] В 2004 году был создан первый сайт TCCON. [19] Сеть наблюдений за углеродным столбом представляет собой группу из примерно 20 наземных сайтов по всему миру, на которых размещены спектрометры с преобразованием Фурье . Спектрометры исследуют спектры поглощения солнечного света в ближнем инфракрасном диапазоне (БИК) и измеряют содержание в атмосферном столбе CO2 , CH4 , CO, N2O и других молекул в наземных экосистемах. [20] Данные позволяют исследователям выявлять и изучать локальные «источники» и «стоки» углерода, а также, объединяя данные по всей системе, лучше понимать механизмы обмена углерода с участием атмосферы, суши и океана. [19] Данные с сайтов используются для понимания динамики углерода и проверки данных космических измерений атмосферного CO2 и CH4 . Для изучения переноса углерода в атмосфере используются как наземные, так и атмосферные данные. [20] [18] Выбросы метана из утечки газа в каньоне Алисо были обнаружены TCCON в течение дня с начала утечки. [21] «TCCON стал пионером в области ключевого элемента измерений наземного сегмента, необходимого для предоставления доказательной базы для разработки политики на следующие 100 лет». [19]
Веннберг является одним из основателей Orbiting Carbon Observatory и ее преемника, Orbiting Carbon Observatory-2. Первый спутник не смог отделиться от ракеты Orbital Taurus XL, использовавшейся в качестве средства запуска, 24 февраля 2009 года и был разрушен во время входа в атмосферу. Второй спутник, почти его дубликат, был успешно запущен NASA 2 июля 2014 года с помощью ракеты ULA Delta II 7320-10C. [6] [4] [22] Спектрометры на спутнике могут отображать распределение частиц CO 2 по всей планете, измеряя среднее количество CO 2 над определенными местами. [6]
Веннберг является главным исследователем по разработке спектрометра затмения атмосферных следовых молекул Марса (MATMOS), совместного проекта Caltech и Канадского космического агентства при поддержке NASA. MATMOS будет запущен на орбитальном аппарате ExoMars Trace Gas Orbiter и будет снимать спектры солнечного света через атмосферу Марса, пока космический аппарат проходит через восход и закат Солнца на своей орбите. MATMOS сможет измерять следовые газы в атмосфере Марса в концентрациях частей на триллион. [5]
В 1999 году Веннберг получил Президентскую премию за раннюю карьеру для ученых и инженеров (PECASE) от президента Билла Клинтона . [23] В 2002 году он был назван стипендиатом Фонда Макартура . [7] [24]