En la cúspide de nuestra atmósfera vive un delgado grupo de nubes estacionales de color azul eléctrico. Formando 50 millas sobre los polos en verano, estas nubes se conocen como nubes noctilucentes o nubes mesosféricas polares, PMC. Una reciente misión en globo de larga duración de la NASA observó estas nubes en el transcurso de cinco días en su hogar en la mesosfera. Las fotos resultantes, que los científicos acaban de empezar a analizar, nos ayudará a comprender mejor las turbulencias en la atmósfera, así como en los océanos, lagos y otras atmósferas planetarias, e incluso puede mejorar la previsión meteorológica.

El 8 de julio 2018, La misión PMC Turbo de la NASA lanzó un globo gigante para estudiar las PMC a una altura de 50 millas sobre la superficie. Por cinco días, el globo flotó a través de la estratosfera desde su lanzamiento en Estrange, Suecia, a través del Ártico hasta el oeste de Nunavut, Canadá. Durante su vuelo, Las cámaras a bordo del globo capturaron 6 millones de imágenes de alta resolución que llenaron 120 terabytes de almacenamiento de datos, la mayoría de las cuales incluían una variedad de pantallas PMC. revelando los procesos que conducen a la turbulencia. Los científicos ahora están comenzando a examinar las imágenes y el primer vistazo ha sido prometedor.

"Por lo que hemos visto hasta ahora, esperamos tener un conjunto de datos realmente espectacular de esta misión, "dijo Dave Fritts, investigador principal de la misión PMC Turbo en Tecnologías y Ciencias Atmosféricas Globales en Boulder, Colorado. "Nuestras cámaras probablemente pudieron capturar algunos eventos realmente interesantes y esperamos que proporcionen nuevos conocimientos sobre estas dinámicas complejas".

Las nubes noctilucentes se fusionan como cristales de hielo en pequeños restos de meteoritos en la atmósfera superior. Los resultados crean nubes ondulantes de color azul brillante que son visibles justo después de que el sol se pone en las regiones polares durante el verano. Estas nubes se ven afectadas por lo que se conoce como ondas de gravedad atmosféricas, causadas por la convección y elevación de masas de aire. como cuando el aire es empujado hacia arriba por las cadenas montañosas. Las ondas juegan un papel importante en la transferencia de energía desde la atmósfera inferior a la mesosfera.

"Esta es la primera vez que hemos podido visualizar el flujo de energía desde ondas de gravedad más grandes hasta inestabilidades de flujo más pequeñas y turbulencias en la atmósfera superior". ", Dijo Fritts." A estas altitudes, literalmente se pueden ver las olas de gravedad rompiéndose, como olas del océano en la playa, y cayendo en cascada en turbulencia ".

La carga útil del globo PMC Turbo estaba equipada con siete sistemas de imágenes especialmente diseñados para observar las nubes. Cada uno incluía una cámara de alta resolución, un sistema informático de control y comunicaciones, y 32 terabytes de almacenamiento de datos. Los siete sistemas de imágenes se organizaron para crear un mosaico de amplias vistas que se extendían por cien millas de ancho, con cada vista estrecha capaz de visualizar características de turbulencia tan pequeñas como 20 yardas de ancho. Por primera vez, un lidar, o radar láser, midió las altitudes precisas de las PMC, así como las fluctuaciones de temperatura de las ondas de gravedad por encima y por debajo de las PMC.

"Conocemos la estructura de onda 2-D a partir de las imágenes, pero para describir completamente las ondas necesitamos medir también la tercera dimensión, "dijo Bernd Kaifler, el investigador del Centro Aeroespacial Alemán, en Wessling, Alemania, quien diseñó el experimento lidar del globo. "De las mediciones de LIDAR, podemos inferir la estructura vertical de las ondas, proporcionando así datos importantes que no habrían estado disponibles solo en el experimento de imágenes ".

Conocer las causas y los efectos de la turbulencia ayudará a los científicos a comprender no solo la estructura y variabilidad de la atmósfera superior, pero también en otras áreas. La turbulencia se produce en los fluidos de todo el universo y los resultados ayudarán a los científicos a modelarla mejor en todos los sistemas. Por último, los resultados ayudarán incluso a mejorar los modelos de pronóstico del tiempo.

Comprender una amplia gama de procesos en el espacio cercano a la Tierra, incluida la forma en que interactúan con la atmósfera y el clima de la Tierra, es una parte clave de la investigación en heliofísica de la NASA. que emplea un equipo completo de satélites e instrumentos suborbitales para observar diferentes fenómenos desde diferentes perspectivas. La NASA también estudia las nubes noctilucentes con la Aeronomía del Hielo en la Mesosfera, o AIM, astronave, que se lanzó en 2007 a una órbita terrestre baja. AIM rastrea características a gran escala en las nubes a escala global, pero solo puede resolver características de un par de millas de ancho. PMC Turbo ayuda a completar los detalles, explicando lo que sucede a escalas más pequeñas donde ocurren las turbulencias.

La carga útil del PMC Turbo se recuperó con éxito de su lugar de aterrizaje en el Ártico canadiense y se espera que los instrumentos recuperados contribuyan a futuras misiones. incluido uno que se prevé volará el próximo diciembre sobre la Antártida.