El humo de los incendios forestales extremos en la costa oeste de EE. UU. En septiembre de 2020 viajó a lo largo de muchos miles de kilómetros hasta Europa Central. donde continuó afectando la atmósfera durante días después. Una comparación de las mediciones terrestres y satelitales ahora muestra:El aerosol del incendio forestal perturbó la troposfera libre sobre Leipzig en Alemania como nunca antes. Una evaluación realizada por un equipo de investigación internacional dirigido por el Instituto Leibniz de Investigación Troposférica (TROPOS) reveló un espesor óptico extraordinario el 11 de septiembre de 2020, que atenuó la luz del sol en un tercio. El estudio, publicado en Cartas de investigación geofísica, es la primera publicación que muestra que el nuevo satélite Aeolus de la ESA no solo puede medir de manera confiable los perfiles del viento global, sino también los aerosoles en la atmósfera, como se demostró al comparar las mediciones de Aeolus con las mediciones de lidar desde el suelo. El Centre National de Recherches Météorologiques (CNRM) de la Universidad de Toulouse, el Centro Aeroespacial Alemán (DLR) y la Agencia Espacial Europea (ESA) participaron en el estudio.

Desde agosto de 2018, un nuevo tipo de satélite de investigación ha estado orbitando la Tierra, el nombre de un dios griego del viento:Eolo. El objetivo de Aeolus es medir activamente el viento desde el espacio y así mejorar la previsión meteorológica. A bordo de este satélite de la Agencia Espacial Europea (ESA) se encuentra el Instrumento Doppler Láser Atmosférico (ALADIN), un láser de alto rendimiento. ALADIN es el primer instrumento en el espacio que puede medir activamente los perfiles verticales de la velocidad del viento. Utiliza el principio de un radar de luz (abreviado:Lidar de "LIght Detection And Ranging"). Se emite una señal y el reflejo proporciona información sobre la ubicación y la distancia. El efecto Doppler se utiliza luego para medir la velocidad del viento a diferentes alturas en la atmósfera.

Para validar las mediciones láser en el espacio, se comparan con mediciones láser desde el suelo. Varios grupos de investigación de Alemania están involucrados en este esfuerzo en el marco de la iniciativa EVAA (Validación experimental y asimilación de observaciones de Aeolus). TROPOS, por ejemplo, mide con sus dispositivos lidar todos los viernes por la noche y los domingos por la mañana cuando el satélite Aeolus sobrevuela Leipzig. A continuación, se pueden comparar los datos del suelo y el espacio. El 11 de septiembre de 2020, esto resultó en la rara constelación de que la extraordinaria columna de humo de los incendios forestales de California podía medirse sobre Leipzig simultáneamente desde tierra y desde el espacio.

"Utilizando tecnología láser revolucionaria, Aeolus es actualmente el único satélite del mundo que puede medir perfiles de velocidad del viento horizontal, así como la retrodispersión y extinción de aerosoles y nubes de forma independiente. El satélite proporciona así información valiosa sobre las propiedades radiativas de estos aerosoles de humo, "enfatiza el Dr. Sebastian Bley de TROPOS, que ha estado involucrado en el proyecto Aeolus en el centro de investigación ESRIN de la Agencia Espacial Europea (ESA) durante los últimos tres años. "Se espera que esta configuración única contribuya a mejorar las predicciones de tal dispersión global del humo, pero también del clima en general".

En septiembre de 2020, el calor de los incendios forestales extremos en la costa oeste de los Estados Unidos transportó el humo a grandes alturas. Una vez alto Luego fue transportado con la corriente en chorro a través de América del Norte y el Atlántico hasta Europa. En Leipzig, Alemania, la capa de humo apareció a una altitud de alrededor de 12 kilómetros en la mañana del 11.09.2020 y se hundió a una altitud de alrededor de 5 kilómetros en el transcurso del día. Esto se muestra en los datos del lidar PollyXT en TROPOS. Las mediciones de Lidar en Leipzig confirmaron la fuerte atenuación de la luz solar directa este viernes:"Fue, medido por el espesor óptico del aerosol (AOT), la influencia más fuerte del aerosol de incendios forestales en la troposfera libre sobre Leipzig jamás observada desde el comienzo de la observaciones de LIDAR en 1997, "informa el Dr. Holger Baars de TROPOS.

"La troposfera libre es la región de la atmósfera en la que se desarrolla el clima, pero la influencia directa del suelo es baja. Pudimos estimar una concentración de masa promedio de aerosol de incendios forestales de 8 microgramos por metro cúbico entre 4 y 11 km. altitud. En el pico era incluso de 22 microgramos por metro cúbico, eso es bastante notable para estas altitudes ". El sábado y el domingo fueron días brumosos a pesar del cielo despejado. El índice UV de la Oficina Federal de Protección Radiológica (BfS), entre otros, También mostró la intensidad con la que las capas de humo amortiguaron la radiación solar en Sajonia:la estación TROPOS en Melpitz cerca de Torgau registró aproximadamente un cuarto menos de radiación UV al mediodía del 20 de septiembre de lo que hubiera sido posible bajo un cielo despejado. El estado inusual de la atmósfera fue particularmente sorprendente al atardecer con una luz distintiva de color amarillo lechoso.

Los investigadores pudieron confirmar el origen del humo utilizando un modelo informático:la simulación hacia atrás demuestra que las masas de aire que llegaron al mediodía del 11 de septiembre a una altitud de 8,5 km sobre Leipzig se originaron en la costa oeste de América del Norte. donde se produjeron intensos incendios días antes. La frecuencia e intensidad de los incendios en California continuaron aumentando durante la primera semana de septiembre, como muestran las imágenes de satélite. Se observaron incendios ligeramente más débiles en Oregon, Washington y Montana. "Debido a los vientos dominantes, el tiempo de viaje del humo desde la costa oeste de EE. UU. a Europa fue de solo 3 a 4 días. Las masas de aire incluso recorrieron los aproximadamente 3000 kilómetros a través del Océano Atlántico entre Terranova e Irlanda a alta velocidad en solo un día (9 de septiembre), "explica Martin Radenz de TROPOS.

Los satélites de observación de la Tierra se han convertido en una herramienta importante para la investigación ambiental en las últimas décadas. documentar el cambio climático a nivel mundial. Sin embargo, la necesidad de datos continuos, por un lado, y la vida útil limitada de los satélites, por otro lado, plantean importantes desafíos para la investigación:"Medir la relación LIDAR (una medida del comportamiento de retrodispersión y, por lo tanto, una indicación del tipo de aerosol) con Aeolus directamente desde el espacio es una novedad y catapulta la investigación sobre interacciones aerosol-nube a una nueva era, "subraya el Dr. Ulla Wandinger." Los resultados presentados aquí muestran que Aeolus es parcialmente capaz de cerrar la brecha entre la misión CALIPSO de la NASA, que se está eliminando gradualmente, y la próxima misión EarthCARE ".

EarthCARE es una misión conjunta japonesa-europea que tiene como objetivo estudiar los efectos de las nubes y las partículas de aerosoles en el balance de radiación de la Tierra. El lanzamiento del satélite está programado para principios de 2023. "Aeolus fue diseñado para medir el viento. El hecho de que también proporcione datos sobre partículas es un subproducto muy bienvenido. Sin embargo, en situaciones donde la composición de las capas de aerosol es menos clara, También sería útil poder medir la polarización. Dado que la luz láser gira de manera diferente cuando se refleja en el polvo mineral, Aerosol de cenizas volcánicas o incendios forestales, es más fácil determinar dónde se originan las partículas que influyen en la radiación solar y la formación de nubes. EarthCARE (nubes de la tierra, Aerosols and Radiation Explorer) podrá hacer esto. Por lo tanto, mantenemos los dedos firmemente cruzados por este satélite también, "dice la Dra. Ulla Wandinger. Tilo Arnhold