Converse com um cientista atmosférico por mais de alguns minutos, e é provável que comecem a defender uma mudança de nome planetário. O planeta oceano-nuvem é muito mais adequado do que a Terra, eles dirão, quando muitos dos sistemas de vida do nosso planeta são afetados pelas interações das nuvens e dos oceanos.

A capacidade de prever o comportamento das nuvens dá aos meteorologistas, cientistas do clima, físicos e outros uma melhor compreensão da mudança de precipitação (atualmente um dos aspectos mais difíceis de prever a previsão do tempo) e melhora a modelagem climática.

Semana Anterior, Prasanth Prabhakaran, Will Cantrell e Raymond Shaw, junto com vários co-autores, publicou "O papel das flutuações turbulentas na ativação do aerossol e na formação de nuvens" no jornal Proceedings of the National Academy of Sciences . O artigo deles pergunta:sob quais condições ambientais se formam as gotículas de nuvem? A turbulência - o movimento caótico do ar que resulta em uma viagem mais acidentada em um avião - afeta as propriedades das nuvens, como quantas gotas de nuvem eles têm e se irão produzir precipitação?

"Existem muito poucos absolutos na vida e estou prestes a lhe dar um deles:quando você olha para o céu, cada gota de nuvem que você vê formada em um grão de poeira preexistente. Mas nem todo grão de poeira vai te dar uma gota de nuvem, "disse Will Cantrell, professor de física.

"Se você me der as condições atmosféricas, Posso dar uma boa ideia se o grão de poeira formará uma gota de nuvem. Até agora na ciência atmosférica, o que não levamos em consideração é o fato de que a atmosfera é turbulenta, "Cantrell disse." Se as partículas de poeira fossem idênticas, mas eles estão expostos a diferentes condições, isso terá um papel importante no fato de eles se tornarem gotículas de nuvem. "

O papel da turbulência na formação de nuvens é a lacuna em que a pesquisa de Cantrell entra. Tradicionalmente, a mecânica da formação de nuvens não foi responsável pela turbulência. Prabhakaran e co-autores desenvolveram uma estrutura, apoiado por experimentos da câmara de nuvem da Tech, para explicar como as partículas de aerossol (poeira) preexistentes - as sementes das gotículas da nuvem - fazem a transição para se tornarem gotículas (e assim se tornam elegíveis para iniciar o processo de queda no seu jardim).

A câmara de nuvem da Michigan Tech é uma das duas únicas no mundo capaz de realizar tais experimentos. Shaw, distinto professor de física e diretor de ciências atmosféricas da Michigan Tech, Ph.D. programa, também é afiliado ao outro:a câmara LACIS-T em Leipzig, Alemanha, no Institute for Tropospheric Research. As nuvens podem ser mantidas por horas na câmara do Michigan Tech, uma grande vantagem sobre os experimentos in situ em um jato equipado com equipamento de medição viajando cem metros por segundo através de uma nuvem.

"Sob condições controladas, investigamos os aspectos da formação de nuvens, "disse Prabhakaran, que é pesquisador de pós-doutorado no departamento de física da Michigan Tech. "A modelagem sob diferentes regimes mostra como as gotículas de nuvem se formam e a importância da formação de gotículas de nuvem nas condições que temos, seja em um ambiente altamente poluído ou em um ambiente relativamente limpo, como sobre o oceano. "

As condições atmosféricas são importantes:em condições limpas, todos os pesquisadores precisam saber são os valores médios, como concentração média de vapor de água e temperatura média, ter informações suficientes para prever se as partículas de poeira se transformarão em gotículas de nuvem. Sob condições mais poluídas, as condições exatas às quais as partículas são expostas tornam-se mais importantes.

"A forma como as nuvens interagem com a luz do sol e se precipitam vai depender muito de quantas gotas e do tamanho delas, "Cantrell disse." Entender a transição da poeira para as gotículas de nuvem é uma parte fundamental para entender se você terá muitas ou poucas gotículas. Nossa teoria adiciona uma maneira de entender se a mistura turbulenta na atmosfera afetará o número de gotas que você obtém, e isso cai em cascata em outras propriedades de formação de nuvens. "

Para conduzir o experimento, os pesquisadores criaram um ambiente turbulento dentro da câmara de nuvens de 3,14 metros cúbicos aquecendo a placa inferior da câmara e resfriando a placa superior para criar um turbulento, fluxo convectivo. No fluxo, a equipe introduziu partículas de aerossol de cloreto de sódio de 130 nanômetros. Ao variar o diferencial de temperatura entre as placas superior e inferior e o número de partículas de aerossol na câmara, os pesquisadores viram diferenças na forma como as nuvens se formaram.

Com base nessas observações, a equipe de pesquisa desenvolveu uma teoria semiquantitativa para descrever as condições. O fato de as partículas de aerossol se tornarem gotículas tem um efeito tremendo nas propriedades das nuvens, e os experimentos e o modelo da Michigan Tech fornecem uma estrutura para categorizar a formação de gotículas em modelos numéricos.

Cantrell disse que a turbulência não fazia parte do currículo de física da nuvem até muito recentemente.

"Nossas medições na câmara mostram que a turbulência pode imitar os comportamentos que foram atribuídos à variação das partículas, principalmente tamanho e composição. Este experimento muda nossa compreensão das propriedades das nuvens e nos tornamos mais capazes de representar esses processos em modelos climáticos, " ele disse.

Os pesquisadores disseram que seu modelo ajudará os meteorologistas a prever as flutuações que o planeta Ocean-Cloud experimentará com as mudanças climáticas.

"Esperançosamente dentro de alguns anos, isso vai melhorar as observações dos modelos climáticos para prever as mudanças climáticas de longo prazo, "Prabhakaran disse.