Un paio di nuovi satelliti della NASA, grandi come una scatola di scarpe, aiuteranno a svelare un mistero atmosferico che tormenta gli scienziati da anni:come il comportamento delle nuvole e del vapore acqueo nelle regioni polari della Terra influisce sul clima del nostro pianeta.
Il primo CubeSat della missione Polar Radiant Energy in the Far-InfraRed Experiment (PREFIRE) della NASA è stato lanciato dalla Nuova Zelanda sabato 25 maggio. Il secondo CubeSat PREFIRE dovrebbe decollare sabato 1 giugno, con una finestra di lancio che si aprirà alle 3 p.m. NZST (23:00 EDT, venerdì 31 maggio).
La missione misurerà la quantità di calore che la Terra emette nello spazio dalle due regioni più fredde e remote del pianeta. I dati di PREFIRE miglioreranno i modelli computerizzati che i ricercatori utilizzano per prevedere come cambieranno il ghiaccio, i mari e il clima della Terra in un mondo in via di riscaldamento.
La Terra assorbe molta dell'energia solare ai tropici e le correnti meteorologiche e oceaniche trasportano quel calore verso i poli (che ricevono molta meno luce solare). Ghiaccio, neve e nuvole, tra le altre parti dell’ambiente polare, emettono parte di quel calore nello spazio, in gran parte sotto forma di radiazioni nel lontano infrarosso. La differenza tra la quantità di calore che la Terra assorbe ai tropici e quella che si irradia dall'Artico e dall'Antartico ha un'influenza fondamentale sulla temperatura del pianeta, contribuendo a determinare sistemi dinamici di clima e condizioni meteorologiche.
Ma le emissioni nel lontano infrarosso ai poli non sono mai state misurate sistematicamente. È qui che entra in gioco PREFIRE. La missione aiuterà i ricercatori a comprendere più chiaramente quando e dove le regioni polari della Terra emettono radiazioni nel lontano infrarosso verso lo spazio, nonché come il vapore acqueo atmosferico e le nuvole influenzano la quantità che fuoriesce.
Le nuvole e il vapore acqueo possono intrappolare le radiazioni nel lontano infrarosso sulla Terra, aumentando così la temperatura globale, parte dell'effetto serra.
"È fondamentale ottenere correttamente gli effetti delle nuvole se vogliamo modellare accuratamente il clima della Terra", ha affermato Tristan L'Ecuyer, professore presso l'Università del Wisconsin-Madison e ricercatore principale di PREFIRE.
Nuvole nella modellistica climatica
Le nuvole e il vapore acqueo ai poli della Terra si comportano come finestre in una giornata estiva:una giornata limpida e relativamente secca nell'Artico è come aprire una finestra per far uscire il calore da una stanza soffocante. Una giornata nuvolosa e relativamente umida intrappola il calore come una finestra chiusa.
Il tipo di nuvole e l’altitudine alla quale si formano influenzano la quantità di calore trattenuta dall’atmosfera polare. Come una finestra colorata, le nuvole a bassa quota, composte principalmente da goccioline d'acqua, tendono ad avere un effetto rinfrescante. Le nubi ad alta quota, costituite principalmente da particelle di ghiaccio, assorbono più facilmente il calore, generando un effetto riscaldante. Poiché le nuvole a medie altitudini possono avere un contenuto variabile di gocce d'acqua e particelle di ghiaccio, possono avere un effetto di riscaldamento o di raffreddamento.
Ma le nuvole sono notoriamente difficili da studiare:sono costituite da particelle microscopiche che possono muoversi e cambiare nel giro di pochi secondi o ore. Quando piove o nevica, avviene un grande rimescolamento di acqua ed energia che può alterare completamente il carattere delle nuvole. Questi fattori in continua evoluzione complicano il compito di catturare realisticamente il comportamento delle nuvole nei modelli climatici, che cercano di proiettare scenari climatici globali.
Le incoerenze nel modo in cui i vari modelli climatici rappresentano le nuvole possono fare la differenza tra prevedere 5 o 10 gradi Fahrenheit (3 o 6 gradi Celsius) di riscaldamento. La missione PREFIRE mira a ridurre questa incertezza.
Lo spettrometro termico a infrarossi su ciascun veicolo spaziale effettuerà misurazioni cruciali delle lunghezze d'onda della luce nella gamma del lontano infrarosso. Gli strumenti saranno in grado di rilevare nubi in gran parte invisibili ad altri tipi di strumenti ottici. E gli strumenti di PREFIRE saranno sufficientemente sensibili da rilevare la dimensione approssimativa delle particelle per distinguere tra goccioline liquide e particelle di ghiaccio.
"PREFIRE ci darà una nuova prospettiva sulle nuvole", ha affermato Brian Kahn, scienziato atmosferico presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA e membro del team scientifico PREFIRE. "Non siamo del tutto sicuri di cosa vedremo, e questo è davvero emozionante."
Fornito dalla NASA
