Satélites gemelos listos para ayudar a medir el equilibrio energético de la Tierra
NASA | 30/05/2024 | 14:35
Un par de nuevos satélites de la NASA ayudarán a desentrañar un misterio atmosférico que ha atormentado a los científicos durante años: cómo el comportamiento de las nubes y el vapor de agua en las regiones polares de la Tierra afecta el clima de nuestro planeta.
El primer CubeSat de la misión Polar Radiant Energy in the Far-Infrared Experiment (PREFIRE) de la NASA se lanzó desde Nueva Zelanda el sábado 25 de mayo. El segundo CubeSat de PREFIRE está programado para despegar el sábado 1 de junio, con una ventana de lanzamiento que se abrirá a las 3 p.m. NZST (11 p.m. EDT, viernes 31 de mayo).
La misión medirá la cantidad de calor que la Tierra emite al espacio desde las dos regiones más frías y remotas del planeta. Los datos de PREFIRE mejorarán los modelos informáticos que los investigadores utilizan para predecir cómo cambiarán el hielo, los mares y el clima de la Tierra en un mundo que se calienta.
La Tierra absorbe gran parte de la energía del Sol en los trópicos, y el clima y las corrientes oceánicas transportan ese calor hacia los polos (que reciben mucha menos luz solar). El hielo, la nieve y las nubes, entre otras partes del entorno polar, emiten parte de ese calor al espacio, gran parte de él en forma de radiación infrarroja lejana. La diferencia entre la cantidad de calor que la Tierra absorbe en los trópicos y el que irradia desde el Ártico y la Antártida es una influencia clave en la temperatura del planeta, ayudando a impulsar los sistemas dinámicos de clima y tiempo.
Pero las emisiones del infrarrojo lejano en los polos nunca se han medido sistemáticamente. Aquí es donde entra en juego PREFIRE. La misión ayudará a los investigadores a obtener una comprensión más clara de cuándo y dónde las regiones polares de la Tierra emiten radiación infrarroja lejana al espacio, así como de cómo el vapor de agua atmosférico y las nubes influyen en la cantidad que se escapa.
Las nubes y el vapor de agua pueden atrapar la radiación infrarroja lejana en la Tierra, aumentando así las temperaturas globales, parte del efecto invernadero.
"Es fundamental que obtengamos los efectos correctos de las nubes si queremos modelar con precisión el clima de la Tierra", dijo Tristan L'Ecuyer, profesor de la Universidad de Wisconsin-Madison e investigador principal de PREFIRE.
Las nubes en la modelización climática
Las nubes y el vapor de agua en los polos de la Tierra actúan como ventanas en un día de verano: un día despejado y relativamente seco en el Ártico es como abrir una ventana para dejar salir el calor de una habitación sofocante. Un día nublado y relativamente húmedo atrapa el calor como una ventana cerrada.
Los tipos de nubes, y la altitud a la que se forman, influyen en la cantidad de calor que retiene la atmósfera polar. Al igual que una ventana polarizada, las nubes de baja altitud, compuestas principalmente por gotas de agua, tienden a tener un efecto de enfriamiento. Las nubes de gran altitud, formadas principalmente por partículas de hielo, absorben más fácilmente el calor, generando un efecto de calentamiento. Debido a que las nubes en altitudes medias pueden tener diferentes contenidos de gotas de agua y partículas de hielo, pueden tener un efecto de calentamiento o enfriamiento.
Pero las nubes son notoriamente difíciles de estudiar: están formadas por partículas microscópicas que pueden moverse y cambiar en cuestión de segundos u horas. Cuando llueve o nieva, hay una gran reorganización del agua y la energía que puede alterar por completo el carácter de las nubes. Estos factores siempre cambiantes complican la tarea de capturar de manera realista el comportamiento de las nubes en los modelos climáticos, que intentan proyectar escenarios climáticos globales.
Las inconsistencias en la forma en que varios modelos climáticos representan las nubes pueden significar la diferencia entre predecir 5 o 10 grados Fahrenheit (3 o 6 grados Celsius) de calentamiento. La misión PREFIRE tiene como objetivo reducir esa incertidumbre.
El espectrómetro infrarrojo térmico de cada nave espacial realizará mediciones cruciales de las longitudes de onda de la luz en el rango del infrarrojo lejano. Los instrumentos serán capaces de detectar nubes en gran medida invisibles para otros tipos de instrumentos ópticos. Y los instrumentos de PREFIRE serán lo suficientemente sensibles como para detectar el tamaño aproximado de las partículas para distinguir entre gotas líquidas y partículas de hielo.
"PREFIRE nos dará un nuevo par de ojos en las nubes", dijo Brian Kahn, científico atmosférico del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y miembro del equipo científico de PREFIRE. "No estamos muy seguros de lo que vamos a ver, y eso es realmente emocionante".
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