Por barco y por avión, Los investigadores del Departamento de Ciencias Atmosféricas se aventuraron al lugar más tormentoso de la Tierra, el Océano Austral, para recolectar la nube, datos de aerosoles y precipitaciones para un proyecto llamado SÓCRATES. Conocimientos adquiridos durante las Nubes del Océano Austral, Radiación, Se espera que el Estudio Experimental de Transporte de Aerosoles mejore las capacidades de modelado y pronóstico del tiempo y el clima en todo el mundo.

Recopilación de datos

Estudiante de posgrado Kathryn Moore, estacionado a bordo del buque de investigación RV Investigator, recopilaron datos y muestras para documentar la nucleación del hielo primario y su influencia en la fase de las nubes. La nucleación primaria del hielo es la formación de los primeros cristales de hielo en una nube, que generalmente ocurre en partículas de aerosol atmosférico conocidas como partículas nucleantes de hielo. La fase de nube es el estado de la nube, líquido o hielo.

"El proyecto SÓCRATES se diseñó para recopilar muestras y observaciones para proporcionar nuevos conjuntos de datos y parametrizaciones con los que probar y mejorar los modelos meteorológicos y climáticos, "Explicó Moore.

La recopilación de datos práctica fue necesaria para avanzar en la comprensión de la formación de nubes sobre el Océano Austral porque la evaluación actual se basa casi por completo en observaciones satelitales. Esta brecha en el conocimiento conduce a modelos climáticos inexactos.

"El Océano Austral es una de las regiones más remotas de la Tierra, lejos de fuentes de aerosoles antropogénicas y terrestres, por lo que es un lugar ideal para estudiar aerosoles naturales y sus interacciones con las nubes y la radiación, "Dijo Moore.

Una campaña multinacional

El equipo de científicos de CSU tenía instrumentos a bordo del RV Investigator, un buque de investigación de la Instalación Nacional Marina de Australia, y HIAPER, o la plataforma aérea instrumentada de alto rendimiento para la investigación medioambiental. HIAPER es un jet Gulfstream V altamente modificado que es propiedad de la Fundación Nacional de Ciencias y es operado por el Centro Nacional de Investigación Atmosférica en Boulder (NCAR). El proyecto es una colaboración entre universidades estadounidenses y científicos australianos, con la porción estadounidense financiada por NSF y respaldada por NCAR.

"Fue realmente una campaña multinacional, "dijo el científico investigador principal Paul DeMott, quien lideró el grupo de CSU. "El papel de nuestro equipo fue recopilar datos que, en última instancia, ayuden a explicar los errores en las predicciones del modelo climático global de la radiación solar que llega a la superficie del océano".

Recomendaciones

Las partículas nucleantes de hielo están suspendidas en la atmósfera y proporcionan la base del método más común de formación de hielo en la atmósfera. Aunque las partículas nucleantes de hielo son muy raras, tienen un fuerte control sobre las fases líquida o helada de una nube. Una vez que una nube se ha glaciar, o convertido de predominantemente líquido a hielo, sus propiedades reflectantes y su efecto radiativo cambian significativamente, y puede comenzar a precipitarse como nieve o hielo, en lugar de solo lluvia.

DeMott compartió las tareas de científico de vuelo con Christina McCluskey, recién graduada de CSU, ahora es un becario postdoctoral del Programa de Estudios Avanzados de NCAR. DeMott y McCluskey utilizaron dos métodos para evaluar las concentraciones de partículas nucleantes de hielo y un detector de bioaerosoles mientras volaban sobre el Océano Austral. así como Moore estaba recolectando muestras similares usando los mismos métodos al nivel del mar, junto con muestras de agua.

"Como se esperaba, las concentraciones de partículas nucleantes de hielo sobre el Océano Austral fueron algunas de las más bajas de la Tierra, tanto en la capa límite marina en la superficie como más arriba en la troposfera, "Dijo Moore.

Todavía, el número extraordinariamente bajo de partículas en el aire fue algo sorprendente para DeMott, al igual que algunos otros descubrimientos.

"Las nubes también tenían más capas de lo que esperábamos, y esto tiene implicaciones para la transferencia radiativa y la detección por satélite, "Dijo DeMott.

Dado el amplio alcance de la expedición y la gran cantidad de análisis aún por realizar, los descubrimientos y las conclusiones definitivas aún están en el horizonte. Sin embargo, según DeMott, el proyecto SÓCRATES ya ha sido un éxito.

"Realizamos la caracterización más completa de las nubes y aerosoles del Océano Austral hasta ahora realizada, nuestros conjuntos de datos son ricos, y podremos dar respuesta a nuestras principales hipótesis ".