La NASA enviará cinco campañas aéreas en los Estados Unidos en 2020 para investigar procesos fundamentales que, en última instancia, impactan las vidas humanas y el medio ambiente. desde tormentas de nieve a lo largo de la costa este hasta remolinos oceánicos frente a la costa de San Francisco.

Los equipos científicos se embarcarán por tierra, mar y aire como parte de campañas de varios años financiadas por el programa de clase Earth Venture de la NASA. Esta es la tercera serie de investigaciones suborbitales de Earth Venture seleccionadas competitivamente por la NASA.

La NASA utiliza el punto de vista del espacio para aumentar nuestra comprensión de nuestro planeta de origen, mejorar vidas y salvaguardar nuestro futuro. Para obtener una imagen más completa de cómo y por qué está cambiando nuestro planeta, La agencia también patrocina campañas de campo intensivas dirigidas a cuestiones científicas críticas que pueden beneficiarse de una mirada más profunda al aprovechar las capacidades de la NASA en ciencia aerotransportada.

Las campañas llevarán a cabo ciencia en una variedad de plataformas. Los aviones de gran altitud observarán la química en la estratosfera, mucho más allá del alcance de los aviones comerciales, para estudiar el impacto de tormentas intensas que rompen la troposfera, donde ocurre la mayor parte del tiempo. Una flotilla de planeadores y flotadores autónomos viajará al Océano Pacífico para medir la temperatura y la salinidad en y debajo de la superficie del agua para comprender mejor el intercambio de calor entre el océano y la atmósfera. Los investigadores descenderán sobre los humedales a pie y en bote para estudiar cómo el aumento del nivel del mar está afectando los ecosistemas del delta.

Las cinco nuevas campañas integradas de campo aéreo y de superficie de Earth Venture comienzan su primer año de trabajo de campo en 2020, desde enero hasta octubre.

Eventos de nevadas intensas

En la costa este de Estados Unidos densamente poblada, Las tormentas de nieve invernales son frecuentes y perturbadoras. Las tormentas de nieve pueden cerrar carreteras y negocios y son peligrosas para cualquiera que se vea atrapado en ellas. Los procesos de tormentas y nubes responsables de las tormentas de nieve a menudo se reproducen de manera inexacta en los modelos de pronóstico y son difíciles de medir desde el espacio. resultando en malas predicciones de nevadas.

La investigación de microfísica y precipitación para tormentas de nieve que amenazan la costa atlántica, o IMPACTOS, estudio aéreo de estas tormentas de nieve, que se dirige al campo en enero, tiene como objetivo comprender mejor cómo se distribuye la nieve en las nubes.

"La gente ve imágenes de estas grandes franjas de nubes y cree que están nevando por todas partes, pero no lo son, ", dijo Lynn McMurdie, investigadora principal de IMPACTS, de la Universidad de Washington en Seattle." Dentro de las nubes se encuentran estas regiones largas y estrechas de bandas de nieve más intensas. Estamos tratando de entender por qué se forman y cómo evolucionan con la tormenta en desarrollo. Si podemos entender los procesos en las nubes, podemos predecir mejor cómo nos distribuyen la nieve en el suelo ".

IMPACTS es la primera gran campaña de campo para estudiar las tormentas de nieve de la costa este en 30 años. La instrumentación que volará en el avión de gran altitud ER-2 de la NASA y el avión de muestreo de nubes P-3 es un avance significativo desde entonces. haciendo ahora un momento oportuno para cerrar la brecha de conocimiento sobre las tormentas de nieve y ayudar a los científicos a mejorar la forma en que interpretan los datos satelitales e incorporarlos en los modelos de pronóstico del tiempo. El ER-2 volará desde Hunter Army Airfield en Savanna, Georgia, y el P-3 volará desde las instalaciones de vuelo Wallops de la NASA en Virginia.

Calefacción de atmósfera oceánica

Las corrientes circulares de agua llamadas remolinos juegan un papel importante en la ecología del clima y los océanos. ya que facilitan el intercambio de calor entre el océano y la atmósfera y el transporte vertical de nutrientes, oxígeno, y gases disueltos en la capa superior del océano. Algunos remolinos tienen cientos de kilómetros de diámetro, mientras otros, llamados remolinos sub-mesoescalares, varían en tamaño de 1 a 10 kilómetros, demasiado pequeño para que los satélites actuales de monitoreo de los océanos puedan observar en detalle.

En abril, investigadores con el Experimento de dinámica oceánica sub-mesoescalar, o MODO S, se aventurará a 200 millas de la costa de San Francisco para realizar esas observaciones críticas. Tres aviones científicos:el King Air y el Gulfstream V de la NASA, Además de un Twin Otter alquilado, el buque de investigación oceánica Oceanus y una serie de plataformas autónomas estarán equipados con instrumentación para medir la temperatura, salinidad, y la velocidad del océano en varias escalas temporales y espaciales. Los vuelos se originarán en el aeródromo federal Moffett en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley de California.

Las simulaciones por computadora indican que estos remolinos tienen importantes efectos a largo plazo en la capa superior del océano, pero sus predicciones son sensibles a detalles relativamente pequeños sobre cómo se implementan las simulaciones. La resolución y el detalle de estas simulaciones han superado nuestra capacidad para observarlas con sensores espaciales o in situ.

"Estos factores aparentemente pequeños importan cuando simulamos el sistema climático en escalas de tiempo largas, "dijo el investigador principal Thomas Farrar, oceanógrafo físico en la Institución Oceanográfica Woods Hole. "Las mediciones de S-MODE pueden ayudarnos a comprender qué tan bien se representan estos procesos en los modelos y cómo mejorar su representación".

Deltas de los ríos y aumento del nivel del mar

Millones de personas dependen de los servicios que brindan los deltas costeros como el delta del río Mississippi. Estos servicios incluyen actuar como criaderos de peces, crustáceos y otros animales, además de proteger nuestra infraestructura contra huracanes y tsunamis. Sin embargo, la mayoría de los deltas principales del mundo se hunden bajo el aumento del nivel del mar y desaparecen, tomando los medios de vida y los servicios ecológicos que les brindan.

La misión Delta-X estudiará el delta del río Mississippi para comprender qué partes de la región es probable que desaparezcan y cuáles sobrevivirán. Los deltas pueden mantenerse al día con el aumento del nivel del mar si se deposita suficiente sedimento y si las plantas están lo suficientemente sanas para desarrollar raíces. Los científicos de Delta-X utilizarán instrumentos de teledetección aerotransportados a bordo de los aviones King Air y Gulfstream de la NASA. con vuelos que se originan en el aeropuerto Lakefront en Nueva Orleans y el Centro Espacial Johnson de la NASA, y mediciones de campo del flujo de agua para determinar dónde se depositarán los sedimentos transportados por esa agua. Los científicos también cuantificarán la cantidad de suelo orgánico que se crea a partir de la descomposición de las plantas.

"Estos nuevos datos nos ayudarán a comprender y mitigar el impacto del aumento del nivel del mar en los recursos costeros muy importantes que se encuentran en los deltas, "dijo el investigador principal de Delta-X Marc Simard del Laboratorio de Propulsión a Chorro en Pasadena, California.

Aerosoles Nubes cambiantes

Las interacciones meteorológicas de las nubes de aerosol durante el experimento del Atlántico occidental, o ACTIVAR, analizará el papel fundamental que desempeñan las nubes de la capa límite marina en el equilibrio energético y el ciclo del agua de la Tierra. Este tipo de nube cubre grandes extensiones de los océanos del planeta. La forma en que cambian los sistemas en la nube sigue siendo una de las mayores incertidumbres que quedan en los modelos que analizan el calentamiento global.

La campaña, que comienza en febrero, se centrará en el Océano Atlántico Norte occidental, donde los investigadores medirán una amplia gama de aerosoles, nubes y condiciones meteorológicas. Los investigadores realizarán vuelos científicos en dos aviones, un Falcon de la NASA y King Air, que volarán de manera coordinada mientras están equipados con una serie de instrumentos de detección remota e in situ. Los vuelos se originarán en el Centro de Investigación Langley de la NASA en Hampton, Virginia.

"A pesar de muchas campañas de campo anteriores, no contamos con mediciones completas en una variedad de condiciones para sacar conclusiones definitivas sobre los efectos de estas interacciones entre aerosoles, nubes y meteorología sobre el clima, "dijo Armin Sorooshian, ACTIVAR investigador principal de la Universidad de Arizona. "Con este estudio, tenemos la intención de abordar ese problema y proporcionar datos que la comunidad científica internacional pueda utilizar durante los próximos años y décadas ".

Cuando fuertes tormentas golpean la estratosfera

En junio, Dinámica y química de la estratosfera de verano, o DCOTSS, investigará las intensas tormentas que se forman sobre el centro de Estados Unidos durante los meses de verano. Cuando estas tormentas crezcan lo suficiente sobrepasan la troposfera, la capa más baja de la atmósfera de la Tierra, y puede inyectar vapor de agua y contaminantes en la estratosfera de arriba, alterando significativamente su composición química. Incluso pueden afectar negativamente al ozono estratosférico, que absorbe la dañina luz ultravioleta del sol.

Los científicos se centrarán en estas tormentas que se sobrepasan utilizando datos de satélites meteorológicos y radares terrestres y recopilarán mediciones con el avión de gran altitud ER-2 de la NASA. que volará hasta 70, 000 pies, significativamente más alto de lo que la mayoría de los aviones de investigación pueden alcanzar. Los vuelos se originarán en Salina, Kansas.

"DCOTSS es la primera misión científica diseñada específicamente para observar material elevado a la estratosfera por intensas tormentas eléctricas, "dijo Ken Bowman, Investigador principal de DCOTSS de la Universidad de Texas A&M. "Al medir directamente el flujo de salida de la tormenta con el avión ER-2, podemos aprender cómo estas tormentas afectan la estratosfera actual, y cómo sus impactos podrían cambiar a medida que cambia la atmósfera en las próximas décadas ".