De navio e de avião, Pesquisadores do Departamento de Ciência Atmosférica se aventuraram no lugar mais tempestuoso da Terra, o Oceano Antártico, para coletar nuvem, dados de aerossol e precipitação para um projeto denominado SOCRATES. Conhecimento obtido durante as Nuvens do Oceano Antártico, Radiação, Espera-se que o Estudo Experimental de Transporte de Aerossóis aprimore as capacidades de modelagem e previsão do tempo e do clima em todo o mundo.

Coleção de dados

Estudante de graduação Kathryn Moore, estacionado a bordo do navio de pesquisa RV Investigator, coletou dados e amostras para documentar a nucleação primária do gelo e sua influência na fase de nuvem. A nucleação primária de gelo é a formação dos primeiros cristais de gelo em uma nuvem, que geralmente ocorre em partículas de aerossol atmosférico conhecidas como partículas de nucleação de gelo. A fase da nuvem é o estado da nuvem, líquido ou gelo.

"O projeto SOCRATES foi projetado para coletar amostras e observações para fornecer novos conjuntos de dados e parametrizações para testar e melhorar os modelos de tempo e clima, "Moore explicou.

A coleta de dados prática foi necessária para avançar a compreensão da formação de nuvens no Oceano Antártico porque a avaliação atual é baseada quase inteiramente em observações de satélite. Essa lacuna no conhecimento leva a modelos climáticos imprecisos.

"O Oceano Antártico é uma das regiões mais remotas da Terra, longe de fontes de aerossóis antrópicos e terrestres, e por isso é um lugar ideal para estudar aerossóis naturais e suas interações com nuvens e radiação, "Moore disse.

Uma campanha multinacional

A equipe de cientistas da CSU tinha instrumentos a bordo do RV Investigator, um navio de pesquisa do Australian Marine National Facility, e HIAPER, ou a Plataforma Aerotransportada de Alto Desempenho para Pesquisa Ambiental. HIAPER é um jato Gulfstream V altamente modificado de propriedade da National Science Foundation e operado pelo Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica em Boulder (NCAR). O projeto é uma colaboração entre universidades dos EUA e cientistas australianos, com a parte dos EUA financiada pela NSF e apoiada pelo NCAR.

"Foi realmente uma campanha multinacional, "disse o pesquisador sênior Paul DeMott, que liderou o grupo da CSU. "O papel de nossa equipe era coletar dados que ajudassem a explicar os erros nas previsões dos modelos climáticos globais de radiação solar atingindo a superfície do oceano."

Achados

Partículas de nucleação de gelo estão suspensas na atmosfera e fornecem a base para o método mais comum de formação de gelo na atmosfera. Embora as partículas de nucleação de gelo sejam muito raras, eles têm forte controle sobre as fases de líquido ou gelo de uma nuvem. Depois que uma nuvem se torna glaciar, ou passou de predominantemente líquido para gelo, suas propriedades reflexivas e efeito radiativo mudam significativamente, e pode começar a precipitar como neve ou gelo, em vez de apenas chuva.

DeMott compartilhou as funções de cientista de voo com a recente graduada da CSU, Christina McCluskey, agora um bolsista de pós-doutorado do Programa de Estudos Avançados do NCAR. DeMott e McCluskey utilizaram dois métodos para avaliar as concentrações de partículas de nucleação de gelo e um detector de bioaerossol ao voar sobre o Oceano Antártico, assim como Moore estava coletando amostras semelhantes usando os mesmos métodos no nível do mar, junto com amostras de água.

"Como esperado, as concentrações de partículas de nucleação de gelo sobre o Oceano Antártico foram algumas das mais baixas da Terra, tanto na camada limite marinha na superfície quanto mais acima na troposfera, "Moore disse.

Ainda, o número extraordinariamente baixo de partículas no ar foi um tanto surpreendente para DeMott, assim como algumas outras descobertas.

"As nuvens também tinham mais camadas do que antecipávamos, e isso tem implicações para a transferência radiativa e detecção de satélite, "DeMott disse.

Dado o amplo escopo da expedição e a vasta quantidade de análises a serem realizadas, descobertas e conclusões definitivas ainda estão no horizonte. Contudo, de acordo com DeMott, o projeto SOCRATES já foi um sucesso.

"Realizamos a caracterização mais abrangente de nuvens e aerossóis do Oceano Antártico já realizada, nossos conjuntos de dados são ricos, e seremos capazes de responder às nossas principais hipóteses. "