ciencia:
¿Las estelas afectan las condiciones en la superficie?
Miércoles, 27 de julio de 2016
No es necesario ser un meteorólogo para saber que las nubes tienen un impacto significativo en el clima de la Tierra. Refrescan la superficie del planeta al reflejar los rayos del sol, calentar la atmósfera y la superficie al absorber la radiación solar y de onda larga, e incluso reponer las aguas superficiales a través de la precipitación. Pero ¿qué pasa con las nubes artificiales, en particular las estelas a reacción? ¿También afectan el clima de la Tierra?
Durante varios años, el profesor de geografía de Penn State Andrew Carleton y sus colegas de la universidad han estado tratando de averiguarlo, y están usando datos de los satélites de NOAA en el proceso.
Las estelas o "rastros de condensación" -las nubes en forma de línea que se ven a menudo detrás de los aviones- son nubes de cristales de hielo formadas por la combinación de partículas de carbón y vapor de agua emitidas por la combustión del combustible de aviación y el vapor de agua atmosférico. Suelen aparecer a aproximadamente las mismas alturas que las nubes cirrus naturales, de aproximadamente 25,000 a 35,000 pies.
Dependiendo de la temperatura y la cantidad de humedad en el aire a esta altitud, las estelas se evaporan rápidamente o persisten. Si la humedad es baja y la temperatura no es lo suficientemente fría (más de -40 grados Fahrenheit) las estelas se disiparán rápidamente. Sin embargo, si el aire está húmedo y la temperatura es de -40 ° F o menos, entonces una estela "persistirá" durante un tiempo de 30 minutos a una hora. Estas estelas persistentes son de interés para los científicos porque aumentan la cantidad de nubes en la atmósfera y, como consecuencia, pueden afectar las condiciones meteorológicas e incluso climáticas en la superficie de la Tierra o cerca de ella.
Localización de estelas persistentes
Por supuesto, antes de que los científicos puedan estudiar los efectos de las estelas, deben ubicarlos. Para hacer eso, Carleton y sus colegas accedieron a los datos del Radiómetro Avanzado de Muy Alta Resolución (AVHRR), un instrumento a bordo de varios satélites POES (satélites ambientales de órbita polar) de la NOAA.
El AVHRR proporciona datos de radiancia para la investigación de los tipos de nubes, la distribución de las nubes diurnas y nocturnas y muchos otros parámetros meteorológicos a través de bandas de radiación espectral infrarroja visible, casi infrarroja y infrarroja térmica medidas pasivamente. Desde su primer vuelo a bordo del TIROS N en 1978, los datos del instrumento AVHRR se han utilizado en una amplia variedad de aplicaciones, incluida la detección y el análisis de frentes fríos, sistemas climáticos severos, movimiento de nubes, nubes límite, corrientes en chorro, climatología de nubes y huracanes. Además, los datos de AVHRR se han utilizado para monitorear los efectos del cambio climático y los impactos ambientales de las actividades humanas.
"Estábamos más interesados en las imágenes infrarrojas térmicas del AVHRR, tanto de día como de noche (canales AVHRR 4 y 5) porque las bandas infrarrojas térmicas son donde se pueden ver las estelas más claras", dijo. "Descargamos los datos del sitio web NOAA CLASS, varias veces al día para cubrir los Estados Unidos. No lo hacíamos durante todo el año, solo para los meses de mitad de temporada (enero, abril, julio y octubre). ) como representante de las estaciones para los años 2000 a 2002 y luego para el período 2007 a 2009. "
El instrumento avanzado de radiómetro de alta resolución (AVHRR) a bordo de los satélites de NOAA proporciona datos de radiancia para la investigación de tipos de nubes, distribución de nubes diurnas y nocturnas y muchos otros parámetros meteorológicos a través de infrarrojos infrarrojos y infrarrojos cercanos medidos pasivamente. bandas de radiación espectral.
Los investigadores luego importaron las imágenes AVHRR en ERDAS (software que permite a los usuarios preparar, visualizar y mejorar las imágenes digitales para el mapeo) para determinar cuándo y dónde ocurrieron las estelas, derivaron su latitud y longitud, y luego las mapearon. Los "mapas de calor" resultantes, como se les llama, no solo muestran dónde existen las mayores frecuencias de estelas, sino también su variabilidad estacional .
Los investigadores luego importaron las imágenes AVHRR en ERDAS (software que permite a los usuarios preparar, visualizar y mejorar las imágenes digitales para el mapeo) para determinar cuándo y dónde ocurrieron las estelas, derivaron su latitud y longitud, y luego las mapearon. Los "mapas de calor" resultantes, como se les llama, no solo muestran dónde existen las mayores frecuencias de estelas, sino también su variabilidad estacional .
"Básicamente, el medio oeste de Illinois, Indiana, en Ohio, incluyendo Kentucky, el sureste y el noreste son las áreas principales donde el satélite muestra las estelas como más persistentes", dijo Carleton.
Vinculación de estelas y clima
Después de mapear las áreas en las que era más probable que ocurrieran estelas, los investigadores investigaron el vínculo propuesto entre el aumento de la aviación y el aumento de las estelas (también llamadas nubes cirrus no opacas) mediante la comparación de los registros climáticos en las nubes desde el suelo - estaciones meteorológicas basadas debajo y más alejadas de rutas de vuelo bien transitadas. (Los resultados de este estudio aparecieron en un artículopublicado en la revista Climate Research en 2013).
"Lo que encontramos fue que, desde la década de 1960 hasta finales de la década de 1990 (que es cuando finalizan los datos de la estación en nubes opacas y no opacas), ha habido un aumento en las nubes no opacas o de cirros en las áreas [debajo de las rutas de vuelo] en comparación con las estaciones que no tienen muchos vuelos sobre ellas ", dijo Carleton. "Esto sugiere que los aumentos de las nubes altas están relacionados, al menos en parte, con la presencia de la aviación y las estelas".
Más tarde, en un artículo publicado en el International Journal of Climatology en 2015, Carleton y el estudiante de doctorado Jase Bernhardt observaron la relación entre las estelas persistentes y las condiciones de temperatura, particularmente en lo que se conoce como el rango de temperatura diurna (es decir, la diferencia entre alta temperatura diurna y baja temperatura nocturna). Una vez más, los investigadores compararon registros de datos de estaciones meteorológicas terrestres situadas debajo y más alejadas de las áreas de estelas frecuentes, a saber, el Medio Oeste y el Sureste, para ver si los rangos de temperatura diurna en estas áreas eran diferentes.
"Particularmente para el sur y el sureste [Bernhardt] mostró que, sí, las estaciones debajo de las estelas tenían un rango diurno de temperatura suprimido en comparación con las estaciones un poco más alejadas", dijo Carleton. "Lo mismo fue básicamente cierto en el Medio Oeste, pero no fue estadísticamente tan significativo como lo fue para el Sur".
En un segundo documento de 2015 queaparece en el Jornal de Meteorología Aplicada y Climatología, los investigadores utilizaron de nuevo los datos AVHRR para investigar la factibilidad de desarrollar un modelo estadístico para predecir dónde se producirían conglomerados de estelas a partir de datos meteorológicos, como la temperatura de la troposfera superior, humedad, cizalladura del viento, etc.
De acuerdo con Carleton, dicho modelo podría usarse para redirigir los aviones y evitar la formación de estelas, limitando así su impacto en las temperaturas de la superficie.
"Los aumentos de temperatura relacionados con el calentamiento global podrían empeorar en áreas donde hay muchas estelas", dijo Carleton. "Cuando se aumenta la temperatura, eso significa que hay más potencial para la evaporación del agua, lo que puede generar más vapor de agua en la atmósfera y aumentar aún más las temperaturas al aumentar el efecto invernadero".
Más allá de la temperatura, Carleton también dijo que las estelas podrían tener un efecto sobre los patrones de viento.
"Si tienes variaciones en la superficie terrestre en ese rango de temperatura diurna, o solo en el día alto o nocturno, esas diferencias podrían cambiar los patrones de viento a escala local, lo que podría tener impactos para la dispersión de la contaminación cerca de la superficie de la Tierra".
fuente: https://www.nesdis.noaa.gov/content/do-contrails-affect-conditions-surface. consultada el 31-3-2018. 14:31 pm.
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