Ahora, un equipo dirigido por investigadores de la Universidad de Leicester del Reino Unido y en el que participan participantes del Laboratorio Nacional Brookhaven del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) ha identificado una forma de inferir detalles de la composición vertical de la atmósfera de la Tierra a partir de observaciones pasivas. Su método implica realizar mediciones desde múltiples longitudes de onda y combina observaciones terrestres con datos de satélites de la NASA, como la Sonda Infrarroja Atmosférica (AIRS). El equipo, incluido el científico atmosférico de Brookhaven, Hang Sun, informa sus hallazgos en la revista Geophysical Research Letters.
"Es bien sabido que las nubes y los aerosoles tienen un impacto en la temperatura de brillo de la atmósfera. Pero para comprender el clima, ya sea actual o en exoplanetas, también necesitamos comprender la distribución vertical de los aerosoles y el vapor de agua", dijo Stephen English de la Facultad de Física y Astronomía de la Universidad de Leicester, autor principal del estudio. "Hasta ahora, sólo hemos tenido un puñado de instantáneas de sensores activos a bordo de satélites que pueden proporcionar esa información. Las mediciones pasivas cubren todo el mundo con mucho más detalle, pero pasan por alto la estructura vertical".
Este equipo encontró una solución inteligente que se basa en trabajos teóricos previos realizados por el coautor Paul O. Wennberg, también de la Universidad de Leicester. Cuando las condiciones atmosféricas son las adecuadas (cálidas y húmedas, pero con una superficie fría), la radiación infrarroja emitida por la superficie del planeta es absorbida casi por completo por las capas bajas de la atmósfera. A medida que la radiación aumenta, gran parte se libera y una parte llega hasta el espacio. La radiación sobrante es la parte que detectan pasivamente los instrumentos instalados en los satélites, y su firma espectral puede verse sutilmente alterada por la estructura vertical de la atmósfera.
"Estas condiciones muy cálidas y húmedas ocurren en regiones tropicales donde hay mucha convección profunda", dijo Sun. "Estas columnas de convección son muy eficientes para humedecer y enfriar la troposfera superior, y esto cambia la estructura vertical de la atmósfera".
El equipo utilizó dos longitudes de onda (una altamente sensible al vapor de agua y la otra al impacto combinado del vapor de agua y los aerosoles) para identificar las condiciones en las que podían observar mejor la estructura vertical de la atmósfera terrestre desde el espacio. Descubrieron que las regiones dominadas por la convección profunda pueden utilizarse como "ventanas" para sondear las zonas más altas de la atmósfera. Al mismo tiempo, también pueden proporcionar información sobre la parte inferior de la atmósfera, ayudando a distinguir entre vapor de agua, nubes y aerosoles.
"Con este método, podemos recuperar perfiles verticales tanto en la troposfera superior/estratosfera inferior como en la troposfera inferior para condiciones específicas", dijo Sun. "Esta puede ser información valiosa para los modelos climáticos y del sistema terrestre".
El equipo espera que su método pueda aplicarse a las observaciones realizadas por los satélites actuales y futuros en órbita polar para inferir la estructura vertical de la atmósfera de la Tierra en condiciones cálidas y húmedas en todo el mundo. A medida que la tecnología continúa mejorando, este método podría aplicarse para detectar posibles signos de habitabilidad en exoplanetas distantes.
