El cielo no se cae pero los científicos han descubierto que partes de la atmósfera superior se están contrayendo gradualmente en respuesta al aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero provocadas por el hombre.

Los datos combinados de tres satélites de la NASA han producido un registro a largo plazo que revela la mesosfera, la capa de la atmósfera de 30 a 50 millas por encima de la superficie, se está enfriando y contrayendo. Los científicos han predicho durante mucho tiempo este efecto del cambio climático provocado por los humanos, pero ha sido difícil observar las tendencias a lo largo del tiempo.

"Se necesitan varias décadas para controlar estas tendencias y aislar lo que está sucediendo debido a las emisiones de gases de efecto invernadero, cambios en el ciclo solar, y otros efectos, "dijo Scott Bailey, un científico atmosférico en Virginia Tech en Blacksburg, y líder del estudio, publicado en el Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. "Tuvimos que reunir los datos correspondientes a tres satélites".

Juntos, los satélites proporcionaron alrededor de 30 años de observaciones, lo que indica que la mesosfera de verano sobre los polos de la Tierra se está enfriando de cuatro a cinco grados Fahrenheit y contrayéndose de 500 a 650 pies por década. Sin cambios en las emisiones humanas de dióxido de carbono, los investigadores esperan que estas tasas continúen.

Dado que la mesosfera es mucho más delgada que la parte de la atmósfera en la que vivimos, los impactos del aumento de los gases de efecto invernadero, como el dióxido de carbono, difieren del calentamiento que experimentamos en la superficie. Un investigador comparó el lugar donde vivimos, la troposfera, a una colcha gruesa.

"Cerca de la superficie de la Tierra, la atmósfera es espesa, "dijo James Russell, coautor del estudio y científico atmosférico de la Universidad de Hampton en Virginia. "El dióxido de carbono atrapa el calor como una colcha atrapa el calor de su cuerpo y lo mantiene caliente". En la atmósfera inferior hay muchas moléculas en las proximidades, y atrapan y transfieren fácilmente el calor de la Tierra entre sí, manteniendo esa calidez de colcha.

Eso significa que poco del calor de la Tierra llega a lo más alto, mesosfera más delgada. Allí, las moléculas son pocas y distantes entre sí. Dado que el dióxido de carbono también emite calor de manera eficiente, cualquier calor capturado por el dióxido de carbono escapa antes al espacio que encuentra otra molécula para absorberlo. Como resultado, un aumento de gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono significa que se pierde más calor en el espacio y la atmósfera superior se enfría. Cuando el aire se enfría, se contrae, de la misma manera que un globo se encoge si lo pones en el congelador.

Este enfriamiento y contracción no fue una sorpresa. Durante años, "los modelos han mostrado este efecto, "dijo Brentha Thurairajah, un científico atmosférico de Virginia Tech que contribuyó al estudio. "Hubiera sido más extraño si nuestro análisis de los datos no mostrara esto".

Si bien estudios anteriores han observado este enfriamiento, ninguno ha utilizado un registro de datos de esta longitud o ha mostrado que la atmósfera superior se contrae. Los investigadores dicen que estos nuevos resultados aumentan su confianza en nuestra capacidad para modelar los complicados cambios de la atmósfera superior.

El equipo analizó cómo cambiaron la temperatura y la presión durante 29 años, utilizando los tres conjuntos de datos, que cubría los cielos de verano de los polos norte y sur. Examinaron el tramo de cielo de 30 a 60 millas sobre la superficie. En la mayoría de las altitudes, la mesosfera se enfrió a medida que aumentaba el dióxido de carbono. Ese efecto significó que la altura de cualquier presión atmosférica dada cayera a medida que el aire se enfriaba. En otras palabras, la mesosfera se estaba contrayendo.

Atmósfera Media de la Tierra

Aunque lo que sucede en la mesosfera no afecta directamente a los humanos, la región es importante. El límite superior de la mesosfera, a unas 50 millas sobre la Tierra, es donde se encuentran las temperaturas atmosféricas más frías. También es donde la atmósfera neutral comienza a pasar a la tenue, gases cargados eléctricamente de la ionosfera.

Incluso más arriba 150 millas sobre la superficie, los gases atmosféricos causan arrastre de satélites, la fricción que saca a los satélites de su órbita. El arrastre de los satélites también ayuda a despejar la basura espacial. Cuando la mesosfera se contrae, el resto de la atmósfera superior se hunde con él. A medida que la atmósfera se contrae, la resistencia de los satélites puede disminuir, interfiriendo menos con los satélites operativos, pero también dejando más basura espacial en la órbita terrestre baja.

La mesosfera también es conocida por sus brillantes nubes de hielo azul. Se llaman nubes mesosféricas noctilucentes o polares, llamados así porque viven en la mesosfera y tienden a apiñarse alrededor de los polos norte y sur. Las nubes se forman en verano cuando la mesosfera tiene los tres ingredientes para producir las nubes:vapor de agua, temperaturas muy frías, y polvo de meteoritos que se queman en esta parte de la atmósfera. Se observaron nubes noctilucentes sobre el norte de Canadá el 20 de mayo. dando inicio al inicio de la temporada de nubes noctilucentes del hemisferio norte.

Debido a que las nubes son sensibles a la temperatura y al vapor de agua, son una señal útil de cambio en la mesosfera. "Entendemos la física de estas nubes, ", Dijo Bailey. En las últimas décadas, las nubes han llamado la atención de los científicos porque se comportan de manera extraña. Se están volviendo más brillantes alejándose de los polos, y aparecer antes de lo habitual. Y, parece haber más de ellos que en años pasados.

"La única forma en que esperaría que cambiaran de esta manera es si la temperatura se enfría y el vapor de agua aumenta, Russell dijo. Las temperaturas más frías y el vapor de agua abundante están relacionados con el cambio climático en la atmósfera superior.

En la actualidad, Russell se desempeña como investigador principal de AIM, abreviatura de Aeronomy of Ice in the Mesosphere, el satélite más nuevo de los tres que aportaron datos al estudio. Russell se ha desempeñado como líder en las tres misiones de la NASA:AIM, el instrumento SABRE en TIMED (termosfera, Ionosfera, Energética y Dinámica de la Mesosfera), y el instrumento HALOE en el UARS (satélite de investigación de atmósfera superior) retirado desde entonces.

TIMED y AIM se lanzaron en 2001 y 2007, respectivamente, y ambos siguen funcionando. La misión de la UARS se desarrolló entre 1991 y 2005. "Siempre pensé que podríamos reunirlos en un estudio de cambio a largo plazo, "Dijo Russell. El estudio, él dijo, demuestra la importancia del largo plazo, observaciones basadas en el espacio en todo el mundo.

En el futuro, los investigadores esperan exhibiciones más llamativas de nubes noctilucentes que se alejan más de los polos. Debido a que este análisis se centró en los polos en verano, Bailey dijo que planea examinar estos efectos durante períodos de tiempo más largos y, siguiendo las nubes, estudiar un tramo más amplio de la atmósfera.