Nubi osservate a YBJ con montagne innevate in lontananza. Credito:Juan Huo
Le nuvole svolgono un ruolo chiave nel bilanciare l'irraggiamento solare e termico in entrata e in uscita. Questo è un processo critico nel sistema terra-atmosfera. Monitoraggio dell'altezza delle nuvole, dimensione delle particelle, concentrazione di particelle, ecc. sono parte integrante della comprensione delle dinamiche climatiche e del cambiamento climatico globale. Questi attributi fisici determinano l'effetto di forzatura radiativa di una nuvola, o quanta radiazione in arrivo che una nuvola riflette nello spazio. I satelliti e i radar a terra possono misurare l'altezza della sommità delle nuvole (CTH). Però, esistono incongruenze tra i vari satelliti e i dati radar a causa dei diversi metodi di rilevamento e algoritmi utilizzati per elaborare le informazioni grezze.
Per quantificare questi conflitti, Bo Liu, supervisionato congiuntamente dal Dr. Juan Huo e dal Prof. Daren Lyu dell'Istituto di Fisica dell'Atmosfera, Accademia cinese delle scienze, confrontato i dati CTH tra i satelliti FY-4A e Himawari-8, nonché i dati provenienti da siti radar a onde millimetriche a terra a Yangbajing, Tibet (YBJ) e a Pechino. Conosciuto come il "Tetto del mondo, " l'altopiano del Tibet offre un luogo ideale per lo studio dei meteorologi satellitari. La vasta regione presenta un'elevata altitudine, condizioni atmosferiche ideali per osservare CTH, e stazioni meteorologiche sparse, che è ottimale per testare grandi quantità di dati satellitari. Il satellite meteorologico cinese FY-4A e il satellite giapponese Himawari-8 sono satelliti geostazionari entrambi dotati di un avanzato sensore di radiazioni, che fornisce una grande quantità di dati CTH.
I risultati dell'analisi delle nuvole di alto livello suggeriscono che la differenza CTH osservata tra i dati radar e satellitari aumenta gradualmente con l'aumento della temperatura superficiale. Ciò indica che la temperatura superficiale, che influisce sulla precisione del recupero dei dati satellitari, potrebbe essere un fattore chiave che causa la discrepanza regionale tra Pechino e YBJ, che si trova a 4300 m sul livello del mare. Le differenze CTH medie, misurato in chilometri, tra i dati radar e satellitari a YBJ erano 0,06 km e 0,02 km, rispetto a 0,93 km e 0,99 km a Pechino, per FY-4A e Himawari-8, rispettivamente. I sottili cirri di alto livello mostrano la variazione maggiore di CTH.
Diagramma schematico del rilevamento satellitare CTH (FY-4A e Himawari-8) e dei siti radar a terra (da YBJ e Pechino, rispettivamente), inclusi anche i risultati del confronto. Credito:Bo Liu
Inoltre, a YBJ, lo studio ha mostrato che Himawari-8 ha perso più dati CTH notturni rispetto a FY-4A. Detto ciò, i risultati statistici mostrano poca differenza tra i dati FY-4A e Himawari-8, sebbene entrambi i satelliti abbiano algoritmi di recupero diversi. Questo studio presenta un primo confronto quantitativo di CTH tra satellite e radar terrestre sull'altopiano del Tibet e fornisce una guida scientifica per l'applicazione dei dati CTH.