La Tierra como Exoplaneta: II. Las emisiones de calor variables en el tiempo de la Tierra y la estacionalidad climática para indicadores vitales

Comparando los espectros del hemisferio norte con los del hemisferio sur en los solsticios y equinoccios que ocurren en junio, diciembre, marzo y septiembre, respectivamente. La figura muestra el cambio relativo en el flujo, en el eje y, en función de la longitud de onda. Para este análisis se calcularon los espectros mensuales promedio de estos meses.

Astro-chica

Evaluamos la dependencia del espectro de emisión térmica infrarroja incorporado en el disco de la Tierra en la geometría de la observación e investigamos qué características espectrales se ven afectadas por la estratificación estacional en la Tierra y cómo.

Recopilamos un conjunto de datos exclusivo que contiene 2690 espectros de emisión térmica incrustados en disco para cuatro geometrías de observación de disco completo diferentes (paisajes tropicales y centrados en los polos norte y sur centrados en África y el Pacífico) durante cuatro años consecutivos. Los espectros se derivaron de 2378 canales espectrales en el rango de longitud de onda de 3,75 a 15,4 μm (precisión nominal ≈ 1200) y fueron registrados por la sonda atmosférica infrarroja a bordo del satélite Aqua.

Aprendimos que existe una variación estacional significativa en el espectro de emisión de calor de la Tierra y que la fuerza de las características espectrales de los biomarcadores, como N2O, CH4, O3 y CO2, depende en gran medida de la geometría de la estación y la latitud. Además, encontramos un fuerte decaimiento espectral con respecto a los dos últimos, lo que indica que es posible que se requieran mediciones de varias épocas y señales dependientes del tiempo para la caracterización completa de los entornos planetarios.

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Incluso para paisajes terrestres y especialmente tropicales, las diferencias en el flujo y la fuerza de las características de absorción en los datos integrados en el disco son pequeñas y típicamente del 10%. Separar estas diferencias del ruido en futuras observaciones de exoplanetas será un desafío. Sin embargo, no importa cuándo se mida el planeta (es decir, de noche, de día o de estación), los resultados de las observaciones del infrarrojo medio seguirán siendo los mismos en el orden cero, lo que es una ventaja sobre las observaciones de luz reflejada.

Jean-Noel Mettler, Sasha B. Kwans, Ravit Heald, Stephanie L. Olson, Edward W. Schwitterman

Comentarios: 25 páginas, 14 figuras, 3 tablas
Temas: Tierra y Astrofísica Planetaria (astro-ph.EP)
Citado de la siguiente manera: arXiv: 2210.05414 [astro-ph.EP] (o arXiv: 2210.05414v1 [astro-ph.EP] para esta versión)
Día de entrega
Quién: Jean-Noel Mettler
[v1] martes, 11 de octubre de 2022 12:44:19 UTC (26 510 KB)
https://arxiv.org/abs/2210.05414
astrobiología

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