Compreender o papel da nuvem no equilíbrio entre as entradas e saídas de energia da Terra significa olhar para as nuvens de todos os lados. Os pesquisadores compararam dados de instrumentos baseados em satélite e terrestres que analisam muitas características das nuvens relacionadas com sua capacidade de absorção, refletir, e espalhar a energia da luz solar. Suas descobertas ajudarão os modeladores do clima a representar melhor o importante papel das nuvens no balanço de energia da Terra. Crédito:Pearson Education
Depende do ponto de vista. Isso é o que pesquisadores do Pacific Northwest National Laboratory e seus colegas descobriram quando investigaram por que as medições de nuvens baseadas em satélites e terrestres às vezes discordam. Agora, os pesquisadores usaram medidas co-localizadas para testar a concordância entre os dois tipos de medidas. Eles encontraram principalmente notícias positivas. Muitas das medições se traduzem em dados semelhantes, mas alguns não. E agora os pesquisadores sabem por quê.
"Observamos as recuperações de satélites navegando acima de um local do Centro de Pesquisa do Clima para Medição de Radiação Atmosférica (ARM) em uma ilha do Atlântico, onde dezenas de instrumentos terrestres apontados para o céu estão coletando dados, "disse o Dr. Steve Ghan, cientista atmosférico no PNNL. "Onde os dois conjuntos de medições divergem é o raio efetivo da gota, uma medição que nos dá uma visão importante sobre como uma nuvem reflete a energia do sol. "
O trabalho incluiu pesquisadores da Universidade de Maryland-Baltimore County, Universidade do Arizona, University of North Dakota, Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico, NASA Goddard Space Flight Center e NASA Langley Research Center.
As nuvens são os guardas de trânsito da energia solar. Eles são os principais responsáveis pelo equilíbrio da energia da Terra. As nuvens podem deixar a energia solar passar, devolva-a ao espaço ou prenda essa energia perto da Terra quando ela for refletida de volta para a superfície. As nuvens são famosas por serem difíceis de representar na modelagem do clima, mas são importantes para acertar por causa de seu enorme impacto no balanço de energia da Terra. E conforme o clima muda, seu papel se tornará ainda mais importante de entender.
Imagens de satélite do MODIS olhando para os Açores. O ponto verde destaca o site. Crédito:Pacific Northwest National Laboratory
Os satélites fornecem cobertura quase global de medições de nuvem, enquanto os instrumentos baseados no solo fornecem maior precisão. A recuperação de propriedades de nuvem por satélite fornece verificações valiosas em simulações de nuvem feitas por modelos climáticos, mas mesmo a precisão dessas recuperações é limitada por suposições sobre as propriedades da superfície abaixo. As medições baseadas na superfície (do solo olhando para cima) não são tão afetadas pelas propriedades da superfície, portanto, são visualizações mais precisas do que recuperações do espaço. As recuperações baseadas na superfície podem, portanto, fornecer medições de referência para avaliar as de satélites. Nesse artigo, os pesquisadores estão visando especificamente a comparação para descobrir quais medições concordam mais do que outras.
A equipe de pesquisa usou recuperações do espectrorradiômetro de imagem de resolução moderada (MODIS), um instrumento científico lançado na órbita da Terra a bordo dos satélites Terra e Aqua. A equipe usou dois produtos de dados baseados em satélite. Um foi desenvolvido pela equipe científica do Goddard Space Flight Center da NASA a partir de produtos de propriedade em nuvem baseados em MODIS chamados GSFC-MODIS. Um segundo foi desenvolvido pelo Centro de Pesquisa Langley da NASA a partir do projeto Sistema de Energia Radiante das Nuvens e da Terra (CERES), chamado CERES-MODIS. Os instrumentos de caracterização de nuvem baseados em solo foram implantados pelo site móvel ARM Climate Research Facility na Ilha da Graciosa, nos Açores, perto de Portugal, por 21 meses, de 2009 a 2010. Os instrumentos do ARM Mobile Facility forneceram uma variedade de observações de nuvem e aerossol, bem como campos de radiação relacionados e condições meteorológicas, chave para compreender uma série de condições ambientais que afetam as nuvens.
Ao comparar os dados de satélite e terrestres, a co-localização das recuperações é crítica. Os instrumentos baseados em solo fazem observações de um único ponto, enquanto as imagens de satélite, como o MODIS, tiram fotos instantâneas de uma grande área. O instrumento MODIS não passa exatamente pelo site da ARM nos Açores, portanto, a comparação das recuperações foi expressa em termos da distância entre as recuperações.
A análise da equipe encontrou um bom acordo entre dois conjuntos diferentes de recuperações do instrumento de satélite MODIS para a profundidade óptica da nuvem e o raio efetivo da gota, e boa concordância entre as recuperações MODIS e ARM da profundidade óptica da nuvem. Mas as recuperações MODIS e ARM do raio efetivo das gotículas são consistentemente diferentes. Essa diferença foi atribuída aos diferentes ângulos de visão dos instrumentos, com o raio de gota de detecção MODIS perto do topo da nuvem e o raio de gota de detecção ARM perto da base da nuvem, onde as gotas são menores. Como era de se esperar, a comparação das recuperações MODIS e ARM depende da proximidade das recuperações entre si.
Os pesquisadores agora estão usando esses dados para avaliar nuvens simuladas por modelos climáticos globais.
