Con cintas de luz danzantes visibles en el cielo, un equipo de investigadores realizó una serie de vuelos panorámicos y, a veces, tormentosos hacia el frío desconocido, tratando de aprender más sobre por qué uno de los lugares más gélidos de la Tierra se está calentando a un ritmo febril.

Los investigadores, una científica atmosférica de la Universidad de Miami y sus dos doctorados. estudiantes— tomaron los vuelos como parte de una campaña de campo de casi dos meses de duración destinada a investigar en qué medida las nubes generadas por brotes de aire frío marino (MCAO, por sus siglas en inglés) reflejan y potencialmente contribuyen al rápido calentamiento del Ártico y al mismo tiempo sostienen el calentamiento más rápido del Ártico. fenómenos climáticos extremos de esa región polar.

"El Ártico está cambiando rápidamente, calentándose a un ritmo de dos a cuatro veces más rápido que el promedio mundial", dijo Paquita Zuidema, profesora y presidenta de ciencias atmosféricas en la Escuela Rosenstiel de Ciencias Marinas, Atmosféricas y Terrestres e investigadora principal de CAESAR. o Experimento de brote de aire frío en la región subártica.

"Todavía falta un consenso sobre por qué y cómo ocurre esto, y quedan dudas sobre cómo las nubes contribuyen o simplemente responden a estos cambios. Cuanto más podamos aprender sobre el comportamiento de las nubes en el Ártico ahora, mejor podremos predecir el Ártico del futuro. En cualquier caso, a medida que el Ártico se vuelva más accesible, necesitaremos mejorar la predicción del tiempo en el Ártico en una de las regiones peor observadas del planeta".

Los MCAO, que pueden afectar los patrones climáticos en todo el mundo, ocurren cuando el aire frío y seco se mueve sobre las cálidas aguas del océano, y la diferencia en las temperaturas del aire y del mar hace que el océano libere grandes cantidades de calor y humedad al aire. Como parte de ese intercambio extremo de energía aire-mar, se forma una extensa capa límite de nubes convectivas, que produce, en ocasiones, intensas bajas polares similares a las de un huracán.

Esas nubes son de naturaleza compleja y están compuestas tanto de hielo como de líquido. Pero se sabe poco sobre cómo se forman y evolucionan. "La comprensión de cómo esas nubes dividen su humedad entre líquido y hielo aún no está bien representada en los modelos", afirmó Zuidema.

"Y eso está empezando a ser un gran problema porque las nubes líquidas reflejan mucha luz solar. Las nubes de hielo tienden a nevar en el suelo o en el océano. Entonces, queremos saber, en nubes muy frías, qué cantidad de esa humedad es líquida. ¿Y cuánto es hielo, y por qué y cómo se produce ese cambio?"

Y ahí es donde entra CAESAR. Durante el reciente campamento de campo, organizado por el Centro Nacional de Investigación Atmosférica de la Fundación Nacional de Ciencias, los estudiantes graduados de las Escuelas Zuidema y Rosenstiel, Sam Ephraim y Tyler Tatro, volaron desde Kiruna, Suecia, a bordo de un avión Hércules C-130. , viajando hasta el borde del hielo marino del Ártico frente a Groenlandia y empleando un conjunto de instrumentos que recopilaron una gran cantidad de datos.

Las sondas lanzadas desde el C-130 registraron datos in situ sobre el viento, la temperatura y la humedad mientras viajaban verticalmente a través de la atmósfera. Los lidares, radares y radiómetros del avión determinaron la proporción de hielo y agua en las nubes. Los instrumentos montados en las alas del avión tomaron muestras de las propiedades de las nubes, mientras que las entradas de aire recogieron aerosoles para su análisis.

En la campaña de campo también participaron científicos de otras ocho universidades de Estados Unidos, así como de la Universidad de Estocolmo en Suecia, la Universidad de Oslo en Noruega y el Laboratorio de Investigación Naval de Estados Unidos. Están examinando cómo los aerosoles, el aire de la estratosfera y la dinámica a pequeña escala impactan el desarrollo de las nubes. También se incorporaron modeladores para ayudar a facilitar una transferencia de conocimientos más rápida.

Para Ephraim, que participó en cuatro de los ocho vuelos de CAESAR, la campaña fue más que una oportunidad para observar a científicos de alto nivel trabajando. Desempeñó un papel fundamental en el éxito de la misión, operando el radiómetro que medía la cantidad de radiación emitida por el vapor de agua y el agua líquida en el aire. Además, ayudó a realizar sesiones informativas sobre el pronóstico del tiempo para el equipo de científicos que determinaron si los vuelos de cada día de la campaña despegarían o quedarían en tierra.

"Una cosa es sentarse en un aula o frente a una computadora y observar datos sobre brotes de aire frío que otras personas han recopilado en otras campañas de campo, pero otra muy distinta es poder verlos con tus propios ojos y desempeñar un papel activo en la investigación", dijo Ephraim, quien cuando era niño decidió que quería una carrera en meteorología después de ver varias horas de cobertura de Weather Channel.

"Todo nuestro despliegue fue increíble", continuó. "Vimos bastante la aurora boreal. Estuvieron extremadamente activas durante el período que estuvimos allí. Y en los vuelos, ver la transición de cielos despejados y soleados sobre el hielo marino a condiciones de tormenta fue simplemente extraordinario". P>

Tatro, que estudia la quema de biomasa y las interacciones de las nubes de aerosoles en África, también ayudó a operar el radiómetro y ayudó a planificar algunos de los vuelos. Para él, la campaña fue "la ciencia de los libros de texto hecha realidad".

"Tuve una idea de cuánta comunidad hay en la ciencia atmosférica", dijo. "He visto los nombres de científicos conocidos en libros y artículos de investigación. Verlos en acción y colaborar con ellos me dio una idea de lo apasionados que están por su trabajo".

Según Zuidema, el análisis preliminar de los datos de CAESAR ya está en marcha, con una sesión dedicada a la campaña propuesta para una próxima reunión de la Sociedad Meteorológica Estadounidense.

Proporcionado por la Universidad de Miami