Mantener un Ojo en el Presupuesto Energético de la Tierra...

El presupuesto energético de la Tierra describe el equilibrio entre la energía radiante que llega a la Tierra del Sol y la energía que fluye de la Tierra de vuelta al espacio. Crédito: NASA.

Por Eric Gillard,

Centro de Investigación Langley de la NASA

La Tierra y sus sistemas interconectados siempre han sido una fascinación para Norman Loeb.

"Es una cosa bastante interesante cuando se piensa en cómo la energía se distribuye y se intercambia en varias formas entre la Atmósfera de la Tierra, el Océano, la Tierra y las Superficies de Nieve", dijo.

Como investigador principal del Proyecto de Ciencia del Presupuesto Radian de la NASA, Loeb supervisa una serie de instrumentos espaciales que miden la luz solar reflejada y la radiación térmica emitida por la Tierra. Le da la oportunidad de satisfacer su curiosidad acerca de nuestro planeta natal del Centro de Investigación Langley de la NASA en Hampton, Virginia.

Y en tan sólo unas pocas semanas, Loeb observará como las nubes más nuevas y el Instrumento Radiante del Sistema de Energía de la Tierra (CERES) se aleja al espacio, donde recopilará aún más datos sobre los procesos que ayudan a impulsar las conexiones que encuentra tan intrigante.

Norman Loeb, investigador principal del proyecto de ciencia del presupuesto Radian de la NASA, está representado con un modelo de Ceres, que estudia las nubes y monitorea el "presupuesto energético" de la Tierra. Crédito: NASA/David c. Bowman.

CERES vuela el modelo 6 (CERES FM6) volará en el conjunto de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica del sistema de satélites polares-1 (JPSS-1), que está programado para el lanzamiento 10 de noviembre en un United lanzamiento de la Alianza delta II Rocket del espacio de lanzamiento del complejo 2W en Vandenberg Air Base de fuerza en California.

Las observaciones de CERES proporcionan un conjunto de datos crítico de Alta Atmósfera para el "presupuesto energético" de la Tierra: el equilibrio entre la energía recibida del Sol y la cantidad de energía emitida por la Tierra como radiación térmica.

"Si usted sabe Cuánta radiación solar va hacia la Tierra y sabe Cuánta radiación solar y emisiones térmicas se reflejan, lo que eso le da es el equilibrio energético." "Si tienes más energía que sale, entonces el sistema se calentará", dijo Loeb. Está impresionado por las formas en que ese equilibrio puede influir en otros sistemas de la Tierra. "Es bastante hermoso y alucinante, porque la radiación que se distribuye sobre el planeta afecta la circulación oceánica y el clima en la Atmósfera".

Cinco instrumentos de CERES ya están en órbita. Las mediciones de CERES FM6 continuarán ayudando a cuantificar los cambios en el presupuesto energético y las nubes de la Tierra, identificar los mecanismos que conducen esos cambios y ayudar a las autoridades a tomar decisiones informadas.

"Lo que estamos tratando de hacer es ampliar los registros de CERES", dijo Loeb.

La tarea de recolectar datos sobre el presupuesto energético de la Tierra es por qué Ceres fue creado a mediados de los noventa. El primer instrumento de Ceres lanzado en el satélite TRMM en 1997, pero dejó de recolectar datos en 2000. Ceres FM1 y FM2 lanzaron en el satélite Terra en 1999. Ceres FM3 y Ceres FM4 lanzaron en Aqua en 2002. Y Ceres FM5 lanzó en CN Suomi en 2011.

El instrumento FM6 de las nubes y el sistema de energía radiante de la Tierra (CERES) está programado para su lanzamiento a finales de este año en el satélite JPSS-1 de NOAA. Se unirá a otros cinco instrumentos de Ceres en órbita. Ceres monitorea una variedad de propiedades en la nube, prevalencia, altitud, espesor, y el tamaño de las partículas de la nube. Crédito: Aeroespacial Ball.

El proyecto también utiliza mediciones de imágenes de la resolución moderada Imaging espectro radiómetro (MODIS) a bordo de los satélites Terra y Aqua de la NASA, lanzados en 1999 y 2002, respectivamente, y la visible Suite de radiómetro de imágenes infrarrojas (VIIRS) que vuelan a bordo los instrumentos Suomi-CN y JPSS-1 para proporcionar información adicional sobre las nubes, aerosoles y propiedades superficiales observadas por Ceres. Además, Ceres utiliza datos de satélites geoestacionarios.

Los científicos han estado trabajando durante décadas para entender cómo el presupuesto de energía cambia en respuesta a otros cambios en el sistema, como los asociados con la temperatura, el vapor de agua, las nubes, la nieve y las pequeñas partículas suspendidas llamadas aerosoles, dijo Loeb.

"Es una cosa bastante interesante cuando se piensa en cómo la energía se distribuye y se intercambia en varias formas entre la Atmósfera de la Tierra, el Océano, la Tierra y las Superficies de Nieve."

-Norman Loeb, investigador principal del proyecto de Ciencias presupuestarias radian de la NASA

Los aumentos en la concentración de gases en la atmósfera que absorben la energía de la longitud de onda infrarroja emitida por la Tierra pueden conducir a un calentamiento de la superficie del planeta y de una Atmósfera más baja. Los gases también causan enfriamiento de la Atmósfera superior, ya que atrapan en altitudes más bajas la energía que de otra manera calentaría la atmósfera superior.

La reflexión también puede causar enfriamiento, específicamente, la radiación del Sol reflejada de nuevo en el espacio por las nubes y los aerosoles. Las nubes bajas, gruesas son reflexivas y pueden prevenir la energía solar de alcanzar y de ser absorbido en la superficie de la Tierra. Las partículas de aerosol pueden tener una influencia similar. Las fuentes de aerosol incluyen polvo de por, las emisiones de la quema de combustibles fósiles como la gasolina, y la quema de bosques y campos agrícolas.

Las mediciones de Ceres permiten a los Científicos Atmosféricos monitorear ese empuje y atracción entre la absorción y la reflexión que pueden causar cambios en las tendencias climáticas a largo plazo de la Tierra.

Pero los datos de Ceres también pueden ser útiles para mejorar las previsiones estacionales a corto plazo que son impulsadas por aspectos de la nube y radiativos de eventos a gran escala como el niño y la niña. El niño y la niña son patrones meteorológicos que se desarrollan cuando las temperaturas del océano fluctúan entre las fases cálidas y frescas en el Paciific Ecuatorial.

"Los cambios de año en año son importantes para entender, medir y modelar", dijo Loeb. "Esos plazos son importantes para las predicciones estacionales."

Las predicciones estacionales pueden ser útiles para los agricultores, por ejemplo, ya que toman decisiones importantes sobre qué tipos de cultivos deben sembrar y cuándo irrigarlos.

Los investigadores también utilizan productos de datos Ceres para entender las tendencias y patrones de cambio asociados con el hielo marino y la cubierta de nieve en las regiones polares, y para proporcionar datos de radiación de superficie para la energía solar, la cocina solar y aplicaciones arquitectónicas.

El instrumento CERES está basado en el experimento del presupuesto de radiación terrestre de Langley, que utilizó tres satélites para proporcionar mediciones del presupuesto energético global de 1984 a 1990.

Traducción: El Quelonio Volador