p A fumaça dos incêndios florestais extremos na costa oeste dos EUA em setembro de 2020 viajou por muitos milhares de quilômetros até a Europa Central, onde continuou a afetar a atmosfera por dias depois. Uma comparação das medições terrestres e de satélite mostra agora:O aerossol de incêndio florestal perturbou a troposfera livre sobre Leipzig, na Alemanha, como nunca antes. Uma avaliação por uma equipe de pesquisa internacional liderada pelo Instituto Leibniz de Pesquisa Troposférica (TROPOS) revelou uma espessura óptica extraordinária em 11 de setembro de 2020, que atenuou a luz solar em um terço. O estudo, publicado em Cartas de Pesquisa Geofísica, é a primeira publicação a mostrar que o novo satélite Aeolus da ESA pode não só medir de forma confiável perfis de vento globais, mas também aerossóis na atmosfera, como foi mostrado comparando as medições de Aeolus com medições LIDAR do solo. O Centre National de Recherches Météorologiques (CNRM) da Universidade de Toulouse, o Centro Aeroespacial Alemão (DLR) e a Agência Espacial Europeia (ESA) estiveram envolvidos no estudo. p Desde agosto de 2018, um novo tipo de satélite de pesquisa está orbitando a Terra, em homenagem a um deus grego do vento - Éolo. O objetivo do Aeolus é medir ativamente o vento do espaço e, assim, melhorar a previsão do tempo. A bordo deste satélite da Agência Espacial Europeia (ESA) está o Instrumento Doppler Atmosférico a Laser (ALADIN), um laser de alto desempenho. ALADIN é o primeiro instrumento no espaço que pode medir ativamente perfis verticais de velocidade do vento. Ele usa o princípio de um radar de luz (abreviação:Lidar de "Light Detection And Ranging"). Um sinal é emitido e a reflexão fornece informações sobre localização e distância. O efeito Doppler é então usado para medir a velocidade do vento em diferentes alturas da atmosfera.

p Para validar as medições de laser no espaço, eles são comparados com medições a laser do solo. Vários grupos de pesquisa da Alemanha estão envolvidos neste esforço no âmbito da iniciativa EVAA (Validação Experimental e Assimilação de observações de Éolo). TROPOS, por exemplo, mede com seus dispositivos lidar toda sexta-feira à noite e domingo de manhã, quando o satélite Aeolus sobrevoa Leipzig. Os dados do solo e do espaço podem então ser comparados. Em 11 de setembro de 2020, isso resultou na rara constelação de que a extraordinária nuvem de fumaça dos incêndios florestais da Califórnia poderia ser medida sobre Leipzig simultaneamente do solo e do espaço.

p "Usando tecnologia laser revolucionária, Aeolus é atualmente o único satélite do mundo que pode medir perfis de velocidade do vento horizontal, bem como retroespalhamento e extinção de aerossóis e nuvens de forma independente. O satélite, portanto, fornece informações valiosas sobre as propriedades radiativas desses aerossóis de fumaça, "enfatiza o Dr. Sebastian Bley da TROPOS, que esteve envolvido no projeto Aeolus no centro de pesquisa ESRIN da Agência Espacial Européia (ESA) nos últimos três anos. "Espera-se que esta configuração única contribua para melhores previsões de tal dispersão global de fumaça, mas também do clima em geral."

p Em setembro de 2020, o calor dos incêndios florestais extremos na costa oeste dos Estados Unidos transportou a fumaça para grandes altitudes. Uma vez no alto, foi então transportado com a corrente de jato através da América do Norte e do Atlântico para a Europa. Em Leipzig, Alemanha, a camada de fumaça apareceu a uma altitude de cerca de 12 quilômetros na manhã de 11.09.2020 e afundou a uma altitude de cerca de 5 quilômetros ao longo do dia. Isso é mostrado pelos dados do PollyXT lidar da TROPOS. As medições Lidar em Leipzig confirmaram a forte atenuação da luz solar direta nesta sexta-feira:"Foi - medida pela Espessura Óptica do Aerosol (AOT) - a influência mais forte do aerossol de incêndio florestal na troposfera livre acima de Leipzig já observada desde o início do período regular observações lidar em 1997, "relata o Dr. Holger Baars da TROPOS.

p “A troposfera livre é a região da atmosfera na qual ocorre o clima, mas a influência direta do solo é baixa. Fomos capazes de estimar uma concentração de massa média de aerossol de incêndio florestal de 8 microgramas por metro cúbico entre 4 e 11 km altitude. No pico, era até 22 microgramas por metro cúbico - o que é bastante notável para essas altitudes. " Sábado e domingo foram dias nebulosos, apesar do céu sem nuvens. O índice UV do Federal Office for Radiation Protection (BfS), entre outros, também mostrou quão fortemente as camadas de fumaça amorteceram a radiação solar na Saxônia:a estação TROPOS em Melpitz perto de Torgau registrou cerca de um quarto a menos de radiação UV ao meio-dia do dia 12 de setembro de 20 do que seria possível sob céu claro. O estado incomum da atmosfera era particularmente impressionante ao pôr do sol, com uma luz amarela leitosa distinta.

p Os pesquisadores conseguiram confirmar a origem da fumaça usando um modelo de computador:A simulação reversa prova que as massas de ar que chegaram ao meio-dia de 11 de setembro a uma altitude de 8,5 km acima de Leipzig se originaram da costa oeste da América do Norte, onde incêndios intensos ocorreram dias antes. A frequência e intensidade dos incêndios na Califórnia continuaram a aumentar durante a primeira semana de setembro, conforme mostram as imagens de satélite. Incêndios ligeiramente mais fracos foram observados em Oregon, Washington e Montana. "Devido aos ventos predominantes, o tempo de viagem da fumaça da costa oeste dos Estados Unidos para a Europa foi de apenas 3 a 4 dias. As massas de ar ainda percorreram os cerca de 3.000 quilômetros de travessia do Oceano Atlântico entre a Terra Nova e a Irlanda em alta velocidade em apenas um dia (9 de setembro), "explica Martin Radenz da TROPOS.

p Os satélites de observação da Terra tornaram-se uma ferramenta importante para a pesquisa ambiental nas últimas décadas, documentando a mudança climática globalmente. Contudo, a necessidade de dados contínuos, por um lado, e a vida útil limitada dos satélites, por outro lado, representam grandes desafios para a pesquisa:"Medir a relação lidar (uma medida do comportamento de retroespalhamento e, portanto, uma indicação do tipo de aerossol) com Aeolus diretamente do espaço é uma pesquisa inovadora e catapultas sobre as interações aerossol-nuvem para uma nova era, "sublinha o Dr. Ulla Wandinger." Os resultados apresentados aqui mostram que Éolo é parcialmente capaz de preencher a lacuna entre a missão CALIPSO da NASA, que está sendo eliminado, e a próxima missão EarthCARE. "

p EarthCARE é uma missão conjunta nipo-europeia que visa estudar os efeitos das nuvens e partículas de aerossol no orçamento de radiação da Terra. O lançamento do satélite está programado para o início de 2023. "O Éolo foi projetado para medir o vento. O fato de também fornecer dados sobre as partículas é um subproduto muito bem-vindo. No entanto, em situações onde a composição das camadas de aerossol é menos clara, seria útil poder medir a polarização também. Uma vez que a luz do laser é girada de forma diferente quando refletida na poeira mineral, cinza vulcânica ou aerossol de incêndio florestal, é mais fácil determinar a origem das partículas que influenciam a radiação solar e a formação de nuvens. EarthCARE (Nuvens da Terra, Aerosols and Radiation Explorer) será capaz de fazer isso. Portanto, estamos mantendo nossos dedos firmemente cruzados para este satélite também, "diz a Dra. Ulla Wandinger. Tilo Arnhold