El ciclo del agua describe cómo el agua se evapora de la superficie de la tierra, se eleva a la atmósfera, se enfría y se condensa en lluvia o nieve en las nubes, y vuelve a caer a la superficie como precipitación. Crédito:NASA
El meteorólogo del Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU., Jeffrey Reid, está a la vanguardia de la investigación que estudia el papel de las partículas de aerosol, y las relaciones entre las partículas con la meteorología del monzón, nubes y la radiación del sol.
Las partículas de aerosol que flotan en el medio ambiente albergan grandes misterios para los científicos de todo el mundo. Las partículas varían en tamaño desde haces de moléculas (10 nm) hasta un grano de arena, y son capaces de navegar por el aire miles de millas. Pequeños y aparentemente insignificantes por sí mismos, las partículas viajan como enjambres inanimados, influir en el tiempo y el clima de la Tierra de formas que los científicos aún no comprenden por completo.
Reid se desempeñó como científico de la misión para la campaña de campo internacional, La nube, Experimento en Filipinas de procesos de aerosoles y monzones (CAMP2Ex), la campaña de campo aerotransportada más grande hasta la fecha en Maritime Sudeste Asiático. La campaña iniciada por la NASA estudió el clima tropical y los aerosoles en la región del sudeste asiático el año pasado de agosto a octubre.
Como científico de la misión, Reid era responsable de gestionar las operaciones diarias de los equipos científicos y de vuelo. Sus esfuerzos aseguraron que el equipo de más de 150 científicos recopilara datos de manera eficiente y segura a pesar de las condiciones climáticas extremas y las características geofísicas desafiantes.
CAMP2Ex fue una asociación con la NASA, NRL, el Observatorio de Manila, la atmósfera filipina, Administración de Servicios Geofísicos y Astronómicos (PAGASA), y diversas organizaciones académicas. Los investigadores de la campaña buscaron recopilar datos para responder a tres preguntas clave:
Los científicos filipinos estaban especialmente interesados en las ramificaciones de la meteorología monzónica en la hidrología regional, Oceanografía y calidad del aire.
Con sus características geológicas únicas y extremos climáticos anuales, el archipiélago filipino es un lugar ideal para que los científicos realicen esta investigación. Sentado a horcajadas sobre el cinturón de tifones del Pacífico, 20 a 21 tormentas ciclónicas afectan a Filipinas anualmente, y de cinco a seis de estas tormentas golpean típicamente la hilera de islas. Estas tormentas tienen impactos locales devastadores, pero también son una parte integral de la meteorología del Océano Índico a través del Océano Pacífico.
"Ser capaz de predecir [eventos meteorológicos importantes] con mayor precisión y tiempo de espera tiene beneficios obvios, no el menor de los cuales es mantener a las personas a salvo, "dijo Hal Maring, Científico del programa CAMP2Ex de la NASA.
"Queremos comprender mejor cómo las partículas de aerosol producidas por la biomasa afectan el balance de radiación de la tierra directa e indirectamente, y cómo interactúan con las nubes en relación con la precipitación, ", dijo." Si vamos a hacer predicciones climáticas con mayor fidelidad, esos procesos deben entenderse ".
Su investigación tiene implicaciones internacionales para la predicción meteorológica. Según Reid, la información recopilada de Filipinas podría usarse para desarrollar modelos para predecir los principales eventos climáticos en todo el mundo, incluidos los de los Estados Unidos. Esta capacidad resultaría valiosa para la Marina, que mantiene una presencia constante desplegada hacia adelante.
Los ciclos hidrológico y de aerosoles:cómo una mota crea una tormenta
El ciclo hidrológico, más comúnmente conocido como el "ciclo del agua" es un proceso continuo de evaporación y precipitación. Según Reid, Las partículas de aerosol son una parte importante de este ciclo, porque sirven como núcleos para formar gotas de nubes.
Los aerosoles se producen de diversas formas. Algunos son contaminación provocada por el hombre, como el escape de un coche, quema de biomasa y emisiones industriales. Otros ocurren naturalmente, como los hechos de polvo del Sahara o sal del océano.
Cada gota de nube tiene alguna partícula en el aire en su núcleo, según Reid. Eso significa que a medida que cambia el número de partículas contaminantes en la atmósfera, también lo hace la cantidad de gotas de nubes, así como sus propiedades radiativas, cuanto duran, y, por último, precipitación.
"Las reacciones químicas ocurren dentro de esas gotas de nubes, ", dijo." Entonces, la retroalimentación entre las emisiones, fotoquímica, [afectar] cómo cambian las nubes y cómo las nubes están cambiando estas partículas de aerosol es complejo. Conocemos aproximadamente los tipos generales de relaciones, pero no sabemos los detalles ".
"Algunas partículas se derraman por lluvia, y algunos son arrojados fuera de la nube. Entonces son aún más grandes y más efectivos para hacer gotas de nubes más grandes y se reciclan nuevamente en las nubes. En algunos casos, las partículas inhiben la precipitación. En otros pueden intensificar las tormentas "
Colaboración internacional para dar un paso adelante en la predicción de fenómenos meteorológicos extremos
Una campaña de investigación de esta magnitud requirió una amplia coordinación entre el gobierno de Estados Unidos y Filipinas y su público, privado, y organizaciones académicas. Durante la campaña, Uno de los enfoques de Reid fue construir la colaboración entre los investigadores y sus contrapartes filipinas.
En el año previo a la campaña, Reid y su equipo de pronóstico de meteorología y oceanografía (METOC) trabajaron con los equipos de pronóstico y vuelo para practicar la creación de pronósticos para la planificación de vuelos. Cuando comenzó la campaña, los miembros del equipo tenían experiencia en la elaboración de pronósticos y planes de vuelo utilizando datos meteorológicos reales de las cercanías de Filipinas.
"[Los pronósticos] nos proporcionaron planes prototipo legítimos para que los compartiéramos con Filipinas para facilitar la obtención de autorización diplomática, así como el permiso de base y sobrevuelo, "Dijo Maring.
Durante la campaña, Reid, Maring y los miembros del METOC y los equipos de vuelo se reunieron temprano en la mañana para determinar las mejores ubicaciones para volar el P-3 Orion y el SPEC Learjet de la NASA para la recopilación de datos. La preparación para los vuelos científicos tomó horas.
"El equipo de tierra preparó el avión, y verificaríamos dos y tres veces la meteorología, y verifique tres veces los planes de vuelo, "Dijo Maring." Algunos de los instrumentos tardaron horas en calentarse ".
Según Marring, sus colegas filipinos dirigieron la parte del estudio sobre la calidad del aire, utilizar los instrumentos del P-3 para caracterizar la calidad del aire, incluidas las partículas en suspensión.
"Pudimos conseguir un vuelo dedicado exclusivamente a recopilar datos sobre la calidad del aire en el Manilla Megaplex y sus alrededores, lo que incluía la medición de ceñida y sotavento, ", Dijo Maring." Pudimos hacer mediciones cerca de la superficie, (aproximadamente) 350 pies a más de 20, 000 pies ".
Las condiciones de la misión eran perfectas para este tipo de estudio, según Reid, proporcionando la amplia variedad de entornos que buscaba el equipo científico. Los investigadores observaron columnas de humo masivas de Borneo con contaminación de megaciudades junto con masas de aire prístinas y ciclones tropicales en desarrollo.
Mientras tanto, Los investigadores de la Oficina de Investigación Naval también estaban recopilando datos climáticos de su embarcación de investigación Sally Ride frente a la costa de Filipinas. Durante los últimos cinco años, la ONR y sus colaboradores han estado monitoreando cómo el clima regional impacta el clima en todo el mundo como parte del programa Propagación de Oscilaciones Tropicales Intraestacionales (PISTON).
"El sudeste asiático es una olla hirviendo para evaporación y convección, "Dijo Reid." El vapor de agua ingresa a la atmósfera en el sudeste asiático y eventualmente puede llegar a Estados Unidos. Podemos pasar la información recopilada aquí a una misión como PISTON que toma los datos y analiza el transporte de largo alcance y el clima en todo el Océano Pacífico. Al mismo tiempo, Los esfuerzos de observación y modelado de PISTON respaldan el análisis CAMP2Ex. Por último, la ciencia de ambas misiones está estrechamente relacionada ".
Investigadores sin embargo, Tendrá que esperar los resultados.
"La región es tan complicada que analizaremos los datos durante al menos otros cinco años, ", Dijo Reid." En última instancia, creemos que estos datos resistirán la prueba del tiempo ".
