p Dinâmica oceânica de sub-mesoescala, como redemoinhos e pequenas correntes, são responsáveis pelo padrão de turbilhão dessas flores de fitoplâncton (mostrado em verde e azul claro) no Oceano Atlântico Sul em 5 de janeiro, 2021. Crédito:Goddard Space Flight Center da NASA, Ocean Color, usando dados do satélite NOAA-20 e do satélite conjunto NASA-NOAA Suomi NPP
p Depois de atrasado mais de um ano devido à pandemia, uma campanha de campo da NASA para estudar o papel dos redemoinhos de pequena escala e das correntes oceânicas na mudança climática está decolando e levando aos mares em maio de 2021. p Usando instrumentos científicos a bordo de um planador oceânico autopropelido e vários aviões, esta primeira implantação da missão Sub-Mesoscale Ocean Dynamics Experiment (S-MODE) implantará seu conjunto de instrumentos aéreos e aquáticos para garantir que eles trabalhem juntos para mostrar o que está acontecendo logo abaixo da superfície do oceano. A campanha de campo completa começará em outubro de 2021, com a aeronave baseada no Ames Research Center da NASA em Mountain View, Califórnia.
p "Esta campanha em maio é principalmente para comparar diferentes maneiras de medir as correntes da superfície do oceano para que possamos ter confiança nessas medições quando chegarmos ao piloto em outubro, "disse Tom Farrar, cientista associado da Woods Hole Oceanographic Institution em Massachusetts e pesquisador principal do S-MODE.
p A equipe S-MODE espera aprender mais sobre os movimentos em pequena escala da água do oceano, como redemoinhos. Esses redemoinhos abrangem cerca de 6,2 milhas ou dez quilômetros, movendo-se lentamente a água do oceano em um padrão de turbilhão. Os cientistas pensam que esses redemoinhos desempenham um papel importante na movimentação de calor da superfície para as camadas do oceano abaixo, e vice versa. Além disso, os redemoinhos podem desempenhar um papel na troca de calor, gases e nutrientes entre o oceano e a atmosfera da Terra. Compreender esses redemoinhos em pequena escala ajudará os cientistas a entender melhor como os oceanos da Terra reduzem a mudança climática global.
p Laurent Grare, do Scripps Institution of Oceanography, se prepara para recuperar um Wave Glider durante um teste de pré-implantação. Decorado com painéis solares e diversos instrumentos científicos, o planador de ondas se propelirá da Ilha de Santa Catalina para o mar. Crédito:Benjamin Greenwood / Woods Hole Oceanographic Institution
p A equipe está usando um planador de ondas comercial autopropelido adornado com instrumentos científicos que podem estudar o oceano de sua superfície. Os dispositivos mais importantes a bordo são os perfis de corrente Doppler acústicos, que usam sonar para medir a velocidade da água e coletar informações sobre a velocidade com que as correntes e redemoinhos estão se movendo, e em que direção. O planador também carrega instrumentos para medir a velocidade do vento, temperatura e umidade do ar, temperatura e salinidade da água, e luz e radiação infravermelha do sol.
p "O planador de ondas parece uma prancha de surfe com uma grande veneziana embaixo, "disse Farrar.
p Aquela "veneziana" está submersa na água, movendo-se para cima e para baixo com as ondas do oceano para impulsionar o planador a cerca de uma milha por hora. Desta maneira, o planador de ondas será implantado em La Jolla, Califórnia, coleta de dados enquanto viaja mais de 62 milhas (100 quilômetros) para o mar na costa da Ilha de Santa Catalina.
p Os novos dados permitirão aos cientistas estimar a troca de calor e gases entre a atmosfera terrestre e o oceano, e, conseqüentemente, compreender melhor as mudanças climáticas globais.
p "Sabemos que a atmosfera está esquentando. Sabemos que os ventos estão ficando mais rápidos. Mas não entendemos realmente para onde está indo toda essa energia, "disse Ernesto Rodriguez, pesquisador do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia, e investigador principal adjunto para as partes aerotransportadas do S-MODE. É provável que esta energia vá para o oceano, mas os detalhes de como esse processo funciona ainda são desconhecidos. A equipe acredita que redemoinhos em pequena escala podem ajudar a mover o calor da atmosfera para as camadas mais profundas do oceano.
p Uma tripulação de voo se prepara para o Experimento de Dinâmica Oceânica de Sub-Mesoescala B200 King Air (S-MODE) no Armstrong Flight Research Center da NASA em Edwards, Califórnia. Da esquerda para a direita estão Jeroen Molemaker e Scott “Jelly” Howe. Crédito:Lauren Hughes, NASA Armstrong
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Olhos e instrumentos científicos nos céus
p Enquanto o Wave Glider continua sua lenta jornada pela superfície do oceano, vários aviões voarão acima para coletar dados de uma posição diferente.
p "Em um avião, podemos obter um instantâneo de uma grande área para ver o contexto de como os movimentos do oceano em maior e menor escala interagem, "disse Rodriguez.
p Por exemplo, um navio ou planador de ondas viaja lentamente ao longo de uma linha reta, fazer medições precisas da temperatura da superfície do mar em horários e locais específicos. Os aviões se movem mais rápido e podem cobrir mais terreno, medir a temperatura da superfície do mar de uma grande faixa de oceano muito rapidamente.
p "É como tirar uma imagem infravermelha em vez de usar um termômetro, "explicou Farrar.
p Dois aviões serão usados nos voos de teste de maio:um avião B200 do Armstrong Flight Center da NASA em Edwards, Califórnia e um avião comercial da Twin Otter International. O B200 está carregando um instrumento da NASA JPL chamado DopplerScatt para medir correntes e ventos próximos à superfície do oceano com radar. O instrumento do Sistema de Observação Multiescala da Superfície do Oceano (MOSES) da Universidade da Califórnia, Los Angeles também está a bordo para coletar dados sobre a temperatura da superfície do mar. No avião Twin Otter está o Modular Aerial Sensing System (MASS) do Scripps Institution of Oceanography da University of California, San Diego, que é um instrumento capaz de medir a altura das ondas na superfície do oceano.
p Delphine Hypolite, Operador do Sistema de Observação Multiescala da Superfície do Oceano (MOSES) da Universidade da Califórnia em Los Angeles, realiza verificações pré-voo no sistema de câmeras MOSES no Armstrong Flight Research Center da NASA em Edwards, Califórnia. Crédito:Lauren Hughes, NASA Armstrong
p A frota ganhará um terceiro membro para os experimentos de outubro:o avião Langley Research Center Gulfstream III da NASA com o Portable Remote Imaging SpectroMeter (PRISM) do JPL, um instrumento para medir o fitoplâncton e outro material biológico na água. As implantações de outubro também usarão um grande navio e alguns veleiros autônomos, chamado Saildrones, além de aviões e planadores de ondas.
p Depois de quase um ano e meio de atrasos devido à pandemia, a equipe S-MODE está animada para colocar seus aviões no céu e os planadores na água. "Foi frustrante, "Rodriguez disse, "mas a equipe de ciência não diminuiu o ritmo. A ciência continua progredindo."