Desmitificando la compleja naturaleza de las nubes árticas 9 de mayo

Con rayos de luz danzantes visibles en el cielo, un equipo de investigadores realizó una serie de vuelos panorámicos y, a veces, tormentosos hacia el frío desconocido, tratando de aprender más sobre por qué uno de los lugares más fríos de la Tierra se está calentando a un ritmo febril.

Los investigadores, una científica atmosférica de la Universidad de Miami y su Ph.D. Los estudiantes realizaron los vuelos como parte de una campaña de campo de casi dos meses destinada a investigar en qué medida las nubes generadas por las erupciones de aire frío marino (MCAO, por sus siglas en inglés) reflejan y tal vez contribuyen al rápido calentamiento en el Ártico, al mismo tiempo que sustentan eventos climáticos más extremos. para esa región polar.

Dijo que el Ártico está cambiando rápidamente, calentándose entre dos y cuatro veces más rápido que el promedio mundial. Paquita ZuidemaProfesor y Jefe del Departamento de Ciencias Atmosféricas de Escuela Rosenstiel de Ciencias Marinas, Atmosféricas y Terrestres Es el investigador principal del experimento CESAR, o experimento de explosión de aire frío subártico. “Todavía no hay consenso sobre por qué y cómo sucede esto, y todavía hay preguntas sobre cómo las nubes contribuyen a estos cambios o simplemente responden a ellos. Cuanto más aprendamos ahora sobre el comportamiento de las nubes en el Ártico, mejor podremos predecir. En cualquier caso, a medida que el Ártico se vuelva más accesible, necesitaremos mejorar el pronóstico del tiempo en una de las regiones peor monitoreadas del planeta.

Los MCAO, que pueden afectar los patrones climáticos en todo el mundo, ocurren cuando el aire frío y seco se mueve sobre aguas cálidas del océano, y la diferencia en las temperaturas del aire y del mar hace que el océano libere grandes cantidades de calor y humedad al aire. Como parte de este intenso intercambio de energía entre el aire y el mar, se forma una extensa capa límite de nubes convectivas, que a veces resulta en graves bajas polares similares a las de un huracán.

Estas nubes se caracterizan por su naturaleza compleja, ya que están formadas por hielo y líquido. Pero se sabe poco sobre cómo se forman y se desarrollan. «La comprensión de cómo estas nubes dividen la humedad entre el líquido y el hielo aún no está bien representada en los modelos», dijo Zuidema. «Esto está empezando a ser un gran problema porque las nubes líquidas reflejan mucha luz solar. Las nubes heladas tienden a tener nieve cayendo sobre el suelo o el océano. Entonces, queremos saber, en nubes muy frías, cuánta humedad líquida hay y cuánto es el hielo, y por qué y cómo sucede esto.» ¿Cambiar?»

Aquí es donde entra en juego CÉSAR. Durante el reciente campamento de campo, organizado por el Centro Nacional de Investigación Atmosférica de la Fundación Nacional de Ciencias, los estudiantes graduados de las Escuelas Zuidema y Rosenstiel, Sam Ephraim y Tyler Tatro, de Kiruna, Suecia, volaron en un avión Hércules C-130. , viajando hasta el borde del hielo marino del Ártico frente a Groenlandia y utilizando un conjunto de instrumentos que recopilaron una gran cantidad de datos.

Un avión C-130 utilizado en la campaña de campo CAESAR se calienta justo antes del despegue.

Las sondas lanzadas desde el C-130 registraron datos in situ sobre el viento, la temperatura y la humedad mientras viajaban verticalmente a través de la atmósfera. Los lidares, radares y radiómetros del avión determinaron la proporción de hielo y agua en las nubes. Los instrumentos montados en las alas del avión tomaron muestras de las características de las nubes, mientras que las entradas de aire recogieron aerosoles para su análisis.

En la campaña de campo también participaron científicos de otras ocho universidades de Estados Unidos, así como de la Universidad de Estocolmo en Suecia, la Universidad de Oslo en Noruega y el Laboratorio de Investigación Naval de Estados Unidos. Estudian cómo los aerosoles, el aire de la estratosfera y la dinámica a pequeña escala afectan la evolución de las nubes. También se han contratado diseñadores para ayudar a facilitar una transferencia de conocimientos más rápida.

Para Ephraim, que participó en cuatro de los ocho vuelos de César, la expedición fue más que una simple oportunidad para observar a los mejores científicos trabajando. Desempeñó un papel crucial en el éxito de la misión, operando el radiómetro que mide la cantidad de radiación emitida por el vapor de agua y el agua líquida en el aire. Además, ayudó a realizar sesiones informativas sobre el pronóstico del tiempo para el equipo de científicos que determinaron si los vuelos de cada día de la campaña despegarían o pararían.

“Una cosa es sentarse en un aula o frente a una computadora y observar los datos sobre las explosiones de aire frío que otras personas han recopilado en otras expediciones de campo, pero otra muy distinta es poder verlo con tus propios ojos y mira eso.» “Desempeñó un papel activo en la investigación”, dijo Ephraim, quien cuando era niño decidió que quería una carrera en meteorología después de ver varias horas de cobertura de Weather Channel.

«Todo nuestro despliegue fue increíble», continuó. «Vimos bastante la aurora boreal. Estuvieron muy activas durante el tiempo que estuvimos allí. En los vuelos, ver la transición de cielos despejados y soleados sobre el hielo marino a condiciones de tormenta fue increíble».

Tatro, que estudia la quema de biomasa y las interacciones de las nubes de aerosoles en África, también ayudó a operar el radiómetro y ayudó a planificar algunos de los vuelos. Para él, la campaña trataba de “revivir la ciencia a partir de los libros de texto”.

«Me di cuenta de cuánta comunidad hay en la ciencia atmosférica», dijo. “Vi los nombres de científicos famosos en libros y artículos de investigación. Verlos en acción y colaborar con ellos me dio una idea de lo apasionados que están por su trabajo”.

Según Zuidema, ya está en marcha el análisis preliminar de los datos de CAESAR, con una sesión dedicada a la campaña propuesta para la próxima reunión de la Sociedad Meteorológica Estadounidense.