Satélites gêmeos da NASA estão prontos para ajudar a avaliar o equilíbrio energético da Terra
As regiões polares da Terra irradiam para o espaço grande parte do calor inicialmente absorvido nos trópicos, principalmente na forma de radiação infravermelha distante. Nuvens no Ártico – como estas vistas sobre uma geleira da Groenlândia – e na Antártica podem reter a radiação infravermelha distante na Terra, aumentando as temperaturas globais. Crédito:NASA/GSFC/Michael Studinger Um par de novos satélites da NASA do tamanho de uma caixa de sapatos ajudará a desvendar um mistério atmosférico que tem atormentado os cientistas há anos:como o comportamento das nuvens e do vapor de água nas regiões polares da Terra afeta o clima do nosso planeta.
O primeiro CubeSat na missão Polar Radiant Energy in the Far-InfraRed Experiment (PREFIRE) da NASA foi lançado da Nova Zelândia no sábado, 25 de maio. O segundo PREFIRE CubeSat está previsto para decolar no sábado, 1º de junho, com uma janela de lançamento abrindo às 3 PM. NZST (23h EDT, sexta-feira, 31 de maio).
A missão medirá a quantidade de calor que a Terra emite para o espaço a partir das duas regiões mais frias e remotas do planeta. Os dados do PREFIRE irão melhorar os modelos de computador que os investigadores utilizam para prever como o gelo, os mares e o clima da Terra mudarão num mundo em aquecimento.
A Terra absorve grande parte da energia do Sol nos trópicos, e o clima e as correntes oceânicas transportam esse calor em direção aos pólos (que recebem muito menos luz solar). Gelo, neve e nuvens – entre outras partes do ambiente polar – emitem parte desse calor para o espaço, grande parte dele na forma de radiação infravermelha distante. A diferença entre a quantidade de calor que a Terra absorve nos trópicos e a que irradia do Ártico e da Antártida é uma influência fundamental na temperatura do planeta, ajudando a impulsionar sistemas dinâmicos de clima e tempo.
Mas as emissões no infravermelho distante nos pólos nunca foram medidas sistematicamente. É aqui que entra o PREFIRE. A missão ajudará os investigadores a obter uma compreensão mais clara de quando e onde as regiões polares da Terra emitem radiação infravermelha distante para o espaço, bem como como o vapor de água atmosférico e as nuvens influenciam a quantidade que escapa.
As nuvens e o vapor de água podem reter a radiação infravermelha na Terra, aumentando assim as temperaturas globais – parte do efeito estufa.
“É fundamental que acertemos os efeitos das nuvens se quisermos modelar com precisão o clima da Terra”, disse Tristan L'Ecuyer, professor da Universidade de Wisconsin-Madison e investigador principal do PREFIRE. Este vídeo oferece uma visão geral da missão PREFIRE, que visa melhorar as mudanças climáticas globais previsões expandindo a compreensão dos cientistas sobre o calor irradiado da Terra nas regiões polares. Crédito:NASA/JPL-Caltech Nuvens na modelagem climática
As nuvens e o vapor de água nos pólos da Terra funcionam como janelas num dia de verão:um dia claro e relativamente seco no Ártico é como abrir uma janela para deixar sair o calor de uma sala abafada. Um dia nublado e relativamente úmido retém o calor como uma janela fechada.
Os tipos de nuvens – e a altitude em que se formam – influenciam a quantidade de calor que a atmosfera polar retém. Como uma janela escura, as nuvens de baixa altitude, compostas principalmente por gotículas de água, tendem a ter um efeito de resfriamento. Nuvens de alta altitude, feitas principalmente de partículas de gelo, absorvem mais facilmente o calor, gerando um efeito de aquecimento. Como as nuvens em altitudes médias podem ter conteúdos variados de gotículas de água e partículas de gelo, elas podem ter um efeito de aquecimento ou de resfriamento.
Mas as nuvens são notoriamente difíceis de estudar:são constituídas por partículas microscópicas que podem mover-se e mudar numa questão de segundos a horas. Quando chove ou neva, ocorre uma grande remodelação de água e energia que pode alterar totalmente o caráter das nuvens. Estes factores em constante mudança complicam a tarefa de capturar de forma realista o comportamento das nuvens em modelos climáticos, que tentam projectar cenários climáticos globais. Um dos dois CubeSats do tamanho de uma caixa de sapatos que compõem a missão PREFIRE da NASA está em uma mesa na Blue Canyon Technologies. A empresa construiu o barramento de satélite e integrou o instrumento espectrômetro infravermelho térmico fornecido pelo JPL. Crédito:NASA/JPL-Caltech Inconsistências na forma como vários modelos climáticos representam as nuvens podem significar a diferença entre prever 5 ou 10 graus Fahrenheit (3 ou 6 graus Celsius) de aquecimento. A missão PREFIRE visa reduzir essa incerteza.
O espectrômetro infravermelho térmico em cada espaçonave fará medições cruciais dos comprimentos de onda da luz na faixa do infravermelho distante. Os instrumentos serão capazes de detectar nuvens em grande parte invisíveis para outros tipos de instrumentos ópticos. E os instrumentos do PREFIRE serão sensíveis o suficiente para detectar o tamanho aproximado das partículas para distinguir entre gotículas líquidas e partículas de gelo.
“O PREFIRE nos dará uma nova visão sobre as nuvens”, disse Brian Kahn, cientista atmosférico do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA e membro da equipe científica do PREFIRE. "Não temos certeza do que veremos, e isso é realmente emocionante."
