A Terra é um planeta que respira com as estações. Nos meses de inverno, gases atmosféricos e poluição do ar se acumulam, espera adormecida até a primavera e o verão trazem o sol e a vida vegetal, provocando transformações que alteram a composição dos gases na atmosfera. Uma missão aerotransportada da NASA fará um levantamento mundial dessas transformações sazonais, voando do coração do inverno no Hemisfério Norte, para baixo no verão ensolarado no hemisfério sul e vice-versa.

Este será o segundo levantamento atmosférico feito pela Tomografia Atmosférica, ou missão ATom, que voou pela primeira vez em julho e agosto, 2016. A equipe de ciência medirá mais de 200 gases, bem como partículas aerotransportadas a bordo do laboratório de vôo DC-8 da NASA. Em particular, eles estão interessados ​​em poluentes de gases de efeito estufa, como metano e ozônio troposférico, e particulados mal compreendidos como o carbono negro. A forma como esses poluentes interagem e se movem pelo planeta ajudará os cientistas a entender melhor a poluição do ar e as mudanças climáticas agora e no futuro.

"Estamos indo para as regiões polares do norte na melhor época, "disse Steven Wofsy, um cientista atmosférico da Universidade de Harvard em Cambridge, Massachusetts, e cientista do projeto ATom.

Este inverno, eles esperam observar o acúmulo de poluentes da Europa, os Estados Unidos, Canadá, norte da China, e Rússia, que ficam presos na cúpula fria da circulação de inverno até a primavera.

"Estaremos observando essa química usando instrumentação que ninguém teve antes, e realmente começaremos a entender o que acontece à medida que essas coisas se acumulam, "Wofsy disse. O acúmulo de gases no inverno prepara o palco para os processos químicos que ocorrem na atmosfera quando a luz solar retorna ao Ártico.

A luz solar é energia, e da mesma forma que sustenta a vida na Terra por meio da fotossíntese das plantas, também impulsiona o sistema químico na atmosfera. A radiação ultravioleta que chega fornece fótons de alta energia que podem separar as moléculas de gás, transformando-os em novos fragmentos altamente reativos. Um dos objetivos científicos da ATom é entender esses processos fotoquímicos que ajudam a remover poluentes e gases de efeito estufa da atmosfera.

Esses processos fotoquímicos estarão em pleno andamento enquanto a missão voa do Alasca pelo Oceano Pacífico à Nova Zelândia e ao hemisfério sul no verão.

"Estamos indo para o hemisfério sul em horário nobre, "disse Michael Prather, um cientista atmosférico da University of California Irvine e vice-cientista do projeto da ATom. "É quando a luz do sol está lá embaixo. É a maior atividade fotoquímica. É a maior atividade biológica dos oceanos do sul."

Como o hemisfério sul possui menos extensões de terra e menos da população mundial, a atmosfera do sul é geralmente mais limpa do que a do hemisfério norte. De acordo com Prather, isso significa que será potencialmente mais fácil observar gases e partículas, particularmente de plantas marinhas, que reagem com gases já na atmosfera. As reações relacionadas ao oceano são atualmente mal compreendidas e são uma das principais razões pelas quais a ATom está fazendo sua pesquisa.

"Para obter os detalhes de que precisamos, na tentativa de entender melhor a atmosfera, precisamos pesquisar o máximo possível, de modo que estaremos voando em perfis verticais através da atmosfera de 500 pés acima da superfície do oceano até 35, 000 pés, onde os aviões comerciais voam, "disse o gerente de projeto David Jordan do Centro de Pesquisa Ames da NASA em Mountain View, Califórnia.

Para a jornada ao redor do mundo, A aeronave DC-8 da NASA carregará mais de 20 instrumentos científicos que medem gases maiores e menores, bem como partículas. O avião tem aproximadamente o tamanho de um avião comercial de médio porte e possui válvulas de admissão para coletar amostras de ar. Ele fará uma série quase contínua de descidas e subidas suaves para capturar a parte mais quimicamente ativa da atmosfera, do ar úmido relativamente quente acima da superfície do oceano, bem como do ar mais frio, ar seco em sua altitude máxima de 35, 000 pés, e tudo mais.

Após um voo inicial do Armstrong Flight Research Center da NASA em Palmdale, Califórnia, para o equador e de volta, o DC-8 fará nove paradas ao longo de 28 dias, partindo da Califórnia para o Pólo Norte, em seguida, para os trópicos, o Oceano Antártico ao redor da Antártica, e através do extremo sul da América do Sul antes de voar para o norte sobre o oceano Atlântico em direção à Groenlândia, em seguida, através do oceano Ártico de volta ao Alasca. A etapa final levará a equipe de ciências de volta à Califórnia.

A missão de inverno da ATom será a segunda de quatro implantações que ocorrerão até 2018. Ela é financiada pelo programa Earth Venture da NASA e gerenciada pelo Earth Science Project Office em Ames. Uma equipe de mais de 100 pessoas - cientistas, engenheiros, a tripulação e o pessoal de vôo - em agências governamentais e universidades apoiarão a missão tanto no ar quanto no solo.