Com fitas dançantes de luz visíveis no céu, uma equipe de pesquisadores realizou uma série de voos panorâmicos e às vezes tempestuosos para o frio desconhecido, tentando aprender mais sobre por que um dos lugares mais gelados da Terra está aquecendo a um ritmo febril.



Os pesquisadores – uma cientista atmosférica da Universidade de Miami e seus dois Ph.D. estudantes - realizaram os voos como parte de uma campanha de campo de quase dois meses com o objetivo de investigar até que ponto as nuvens geradas por surtos de ar frio marinho (MCAOs) refletem e potencialmente contribuem para o rápido aquecimento do Ártico, ao mesmo tempo que sustentam o mais eventos climáticos extremos daquela região polar.

“O Ártico está a mudar rapidamente, aquecendo a um ritmo duas a quatro vezes mais rápido do que a média global”, disse Paquita Zuidema, professora e catedrática de ciências atmosféricas na Escola Rosenstiel de Ciências Marinhas, Atmosféricas e da Terra e investigadora principal do CAESAR. , ou Experimento de Surto de Ar Frio na Região Subártica.

"Ainda falta um consenso sobre por que e como isso está ocorrendo, e permanecem questões sobre como as nuvens contribuem ou simplesmente respondem a essas mudanças. Quanto mais pudermos aprender sobre o comportamento das nuvens no Ártico agora, melhor poderemos prever o Ártico do futuro. Independentemente disso, à medida que o Ártico se torna mais acessível, precisaremos de melhorar a previsão meteorológica do Ártico numa das regiões mais mal observadas do planeta."

Os MCAOs, que podem afetar os padrões climáticos em todo o mundo, ocorrem quando o ar frio e seco se move sobre as águas quentes do oceano, com a diferença nas temperaturas do ar e do mar fazendo com que o oceano libere grandes quantidades de calor e umidade no ar. Como parte dessa extrema troca de energia ar-mar, forma-se uma extensa camada limite de nuvens convectivas, produzindo, por vezes, intensas baixas polares semelhantes a furacões.

Essas nuvens são de natureza complexa, consistindo de gelo e líquido. Mas pouco se sabe sobre como eles se formam e evoluem. “Compreender como essas nuvens dividem a sua umidade entre o líquido e o gelo ainda não está tão bem representado nos modelos”, disse Zuidema.

"E isso está começando a ser um grande problema porque as nuvens líquidas refletem muita luz solar. As nuvens de gelo tendem a nevar no solo ou no oceano. Então, queremos saber, em nuvens muito frias, quanto dessa umidade é líquida. e quanto custa o gelo, e por que e como essa mudança ocorre?"

E é aí que entra o CAESAR. Durante o recente acampamento de campo, organizado pelo Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica da National Science Foundation, os alunos de pós-graduação da Escola Zuidema e Rosenstiel, Sam Ephraim e Tyler Tatro, voaram para fora de Kiruna, na Suécia, a bordo de uma aeronave C-130 Hercules. , viajando até à borda do gelo marinho do Ártico, ao largo da Gronelândia, e empregando um conjunto de instrumentos que recolheu uma riqueza de dados.

Dropsondes liberadas do C-130 registraram dados in-situ sobre vento, temperatura e umidade enquanto viajavam verticalmente pela atmosfera. Lidars, radares e radiômetros na aeronave determinaram a proporção de gelo e água nas nuvens. Instrumentos montados nas asas da aeronave coletaram amostras das propriedades das nuvens, enquanto as entradas de ar coletaram aerossóis para análise.

Cientistas de outras oito universidades nos Estados Unidos, bem como da Universidade de Estocolmo, na Suécia, da Universidade de Oslo, na Noruega, e do Laboratório de Pesquisa Naval dos EUA também participaram da campanha de campo. Eles estão examinando como os aerossóis, o ar da estratosfera e a dinâmica em pequena escala impactam o desenvolvimento das nuvens. Modeladores também foram contratados para ajudar a facilitar uma transferência mais rápida de conhecimento.

Para Ephraim, que voou em quatro dos oito voos do CAESAR, a campanha foi mais do que uma oportunidade de observar cientistas seniores trabalhando. Ele desempenhou um papel fundamental no sucesso da missão, operando o radiômetro que media a quantidade de radiação emitida pelo vapor d'água e pela água líquida no ar. Além disso, ele ajudou a conduzir briefings sobre previsão do tempo para a equipe de cientistas que determinaram se os voos em cada dia da campanha decolariam ou parariam.

"Uma coisa é sentar-se numa sala de aula ou diante de um computador e observar dados sobre surtos de ar frio que outras pessoas recolheram noutras campanhas de campo, mas outra coisa é ser realmente capaz de ver com os seus próprios olhos e desempenhar um papel ativo na pesquisa", disse Ephraim, que quando menino decidiu que queria uma carreira em meteorologia depois de assistir várias horas de cobertura do Weather Channel.

“Toda a nossa implantação foi incrível”, continuou ele. "Vimos bastante a aurora boreal. Eles estavam extremamente ativos durante o período em que estivemos lá. E nos voos, ver a transição de um céu claro e ensolarado sobre o gelo marinho para condições de tempestade foi simplesmente notável."

Tatro, que está a estudar a queima de biomassa e as interacções com nuvens de aerossóis em África, também ajudou na operação do radiómetro e ajudou a planear alguns dos voos. Para ele, a campanha foi “a ciência trazida à vida a partir dos livros didáticos”.

“Tive uma noção de quanta comunidade existe na ciência atmosférica”, disse ele. "Já vi nomes de cientistas renomados em livros e em trabalhos de pesquisa. Vê-los em ação e colaborar com eles me deu uma noção de quão apaixonados eles são por seu trabalho."

A análise preliminar dos dados do CAESAR está em andamento, com uma sessão dedicada à campanha proposta para uma próxima reunião da Sociedade Meteorológica Americana, segundo Zuidema.

Fornecido pela Universidade de Miami