I “raggi X” delle nuvole provenienti dallo spazio potrebbero rivoluzionare le previsioni meteorologiche

Sorprendentemente, ciò che accade all’interno delle nuvole sarà ancora un mistero nel 2024. Questi processi hanno interessato gli scienziati sin dalla fine del XVIII secolo, quando i pionieri scalavano le cime delle montagne per scattare fotografie. parti Dalla nuvola. Nonostante le ricerche sui palloni aerostatici, sugli aeroplani e infine sullo spazio siano continuate e i modelli abbiano fatto molti progressi, le nuvole sono ancora la principale fonte di incertezza nella previsione del tempo atmosferico e nel loro impatto sul bilancio radiativo della Terra. Il motivo è che la maggior parte delle tecnologie utilizzate dalla Terra o dai satelliti riescono a malapena a scalfirne la superficie.

Per questo motivo, la prima immagine della nuvola interna è stata catturata dal radar di profilazione delle nuvole (CPR) di bordo. Il satellite EarthCareSi tratta di una missione congiunta tra le agenzie spaziali europea e giapponese (ESA e JAXA), che ha un grande valore e potrebbe essere rivoluzionaria. La foto è stata scattata sull’oceano a est del Giappone il 13 giugno e si può vedere l’aspetto verticale di un ammasso di nuvole, come se avessimo fatto una radiografia o tagliato una torta.

Il radar mostra che la parte più densa, dove si trovano le particelle più grandi, si trova al centro della nuvola, e il Doppler rileva le diverse velocità con cui si muovono le particelle che la costituiscono: cristalli di ghiaccio e fiocchi di neve nella parte superiore e goccioline più grandi e nella regione inferiore a un’altitudine di circa 5.000 metri sul livello del mare. Dove piove. Il ricercatore giapponese afferma: “È la prima immagine di questo tipo: non siamo mai riusciti prima a misurare questo tipo di informazioni dallo spazio”. Takuji Kubotaleader scientifico della missione.

Il satellite è stato lanciato il 29 maggio e questa è la prima di migliaia di immagini scattate per sondare L’atmosfera globale dall’orbita polare viene ottenuta contemporaneamente da altri tre strumenti che aiuteranno anche a comprenderne il ruolo nel cambiamento climatico: un radiometro a banda larga per misurare la radiazione solare riflessa, lidar Un’atmosfera che cattura la distribuzione verticale degli aerosol e una fotocamera che cattura immagini ad alta risoluzione in più bande, nello spettro visibile e infrarosso, che aiuteranno a contestualizzare le informazioni.

Migliori previsioni sulle precipitazioni

Gli esperti concordano sul fatto che l’applicazione di questa tecnologia, in questo progetto e in altri, apre la porta a un ulteriore miglioramento delle previsioni delle precipitazioni, che finora rimangono entro i tre giorni di anticipo. Grazie a queste nuove informazioni saremo in grado di identificare meglio alcune delle incognite nei modelli che ora sono stimati e sconosciuti, spiega. Francisco J. Tapiador, professore di geofisica all’Università di Castilla-La Mancha (UCLM) e specialista in nubi. “Saremo in grado di sapere meglio, ad esempio, quante goccioline piccole rimbalzano su quelle più grandi o quante goccioline d’acqua si attaccano al ghiaccio”, dice. “Conoscere questi dettagli ci permetterà di sapere se pioverà prima o poi e di aggiustare le previsioni leggermente oltre l’orizzonte di tre giorni.”

“La prima cosa che devi considerare quando vedi una nuvola è se pioverà, quanto, quanto e quando”, dice. José Luis Sanchezprofessore di fisica applicata all’Università di Lione che studia l’interno delle nuvole, spesso penetrandole con sofisticate apparecchiature Sugli aerei. “Si sta tentando di risolvere queste grandi domande utilizzando una rete di radar terrestri, ma ci sono sempre aree che non si raggiungono”, afferma. “Altri strumenti provenienti dallo spazio forniscono informazioni specifiche sulle precipitazioni, che si tratti di grandine, neve o pioggia, ma non forniscono quel livello di dettaglio.”

Il meteorologo dell’AEMET aggiunge che è questa la differenza principale Xavier è come una casa, in lunghezze d’onda. “Le microonde degli altri dispositivi in ​​banda C sono di circa 4 centimetri, mentre EarthCare utilizza circa 3 millimetri, che è una risoluzione molto più elevata”, afferma. “Per capirlo, questa è la differenza che un cieco noterebbe se provasse qualcosa con un bastoncino o lo sentisse con le mani”.

Calibrazione dello strumento

“Oltre a poter studiare la fisica della nuvola in modo più preciso, un altro aspetto importante è che consentirà la calibrazione di altri satelliti”, afferma Calpit, riferendosi al fatto che i dati catturati da EarthCare verranno confrontati con la nuvola. Sovrapponendo immagini provenienti da satelliti meteorologici sarà possibile comprendere meglio cosa si trova sotto quello strato superficiale catturato dall’orbita geostazionaria. “Nelle zone marine oceaniche c’è molto da guadagnare perché è difficile ottenere queste informazioni”, commenta. Juan Jesús González AlemanRicercatore in modellizzazione delle tempeste meteorologiche e convettive e meteorologo AEMET. “Le Isole Canarie, ad esempio, probabilmente beneficiano molto di più della penisola in questo senso, perché i sistemi che le colpiscono provengono dall’oceano”.

Francisco J. non la pensa così. Tapiador non solo pensa che questo potrebbe essere il futuro delle previsioni, ma è anche stato coinvolto in diversi progetti della NASA e dell’ESA in cui stanno lavorando sull’idea di catturare l’interno delle nuvole con radar dall’orbita geostazionaria, che è, con una frequenza e una prospettiva molto maggiori, come fanno i satelliti meteorologici come Meteosat. “All’ESA, abbiamo iniziato a lavorare con la Cina per raggiungere questo obiettivo, ma ciò non è continuato, perché c’erano sfide tecniche come le dimensioni delle antenne”, afferma. “Ma sono in corso i lavori per ottenere un’immagine radar a microonde dall’orbita geostazionaria, e questa sarà una grande rivoluzione”, dice.

Conoscere questi dettagli ci permetterà di sapere se pioverà prima o poi e aggiustare le previsioni leggermente oltre l’orizzonte dei tre giorni.

Lo specialista osserva che prima di EarthCare, i progetti erano progettati per studiare la formazione di nuvole convettive dal satellite (Quercia) E all’interno delle nuvole è stato visto sui radar in programmi come CloudSat Anche Calipso E i segni zodiacali piacciono Satelliti GPM, che cattura le precipitazioni. “La novità principale è che ora possiamo vedere la velocità con cui cadono le goccioline, e potremo conoscere molto meglio la distribuzione delle goccioline o la dimensione delle particelle, nel caso del ghiaccio, e questo ci permette di migliorare i modelli con un grande precisione.” “Le informazioni sono difficili da verificare”, afferma. “Sapere se ad Alpedretti pioverà più o meno dipenderà da quello che sappiamo sulle nubi”. Questo ci permetterà di migliorare le previsioni;

Informazioni poco conosciute sul cambiamento climatico

Il secondo aspetto che il satellite EarthCare potrebbe rivelare è il ruolo delle nuvole nel riscaldamento globale e nell’equilibrio radiativo. “Ciò che è più interessante, di fronte alle proiezioni climatiche, è il ruolo delle nuvole nel bilancio radiativo della Terra”, spiega. José Miguel ViñasMeteorologo. “Ciò causa ancora molti grattacapi ai modellisti, ad esempio, capire quanto aerosol passa dal promuovere la crescita delle nuvole e le precipitazioni all’inibirle”.

Raccogliendo informazioni simultanee sulla quantità di aerosol presente nelle regioni Chiaro E dalla quantità di luce riflessa e assorbita nelle aree nuvolose, sarà possibile conoscere maggiori dettagli su come influisce sull’energia del pianeta. Gli esperti concordano sul fatto che lo strumento fornirà dati per determinare in che misura il sorprendente aumento delle temperature globali registrato negli ultimi due anni sia in parte dovuto a fattori come l’eruzione vulcanica di Tonga o il ritiro del combustibile solforico dalle navi, che hanno causato gravi danno. Riduzione significativa della copertura nuvolosa sulle strade.

È una questione fondamentale conoscere in modo più adeguato e accurato l’effetto della resistenza sul bilancio energetico della Terra

“Conoscere l’effetto delle nuvole sul bilancio energetico della Terra in modo più appropriato e accurato è fondamentale”, afferma il meteorologo. Angelo Rivera. “Ciò è molto difficile senza una conoscenza molto più approfondita dei processi fisici che si verificano in essi e della loro struttura interna.” Con le informazioni ottenute è anche possibile classificare gli scenari previsti dall’IPCC in base a diversi ritmi di emissioni di gas nell’atmosfera. “Meglio sappiamo di cosa si tratta, meglio comprendiamo come potrebbe evolversi nei diversi scenari di emissioni presi in considerazione”, afferma Phineas.

“La chiave della missione è che i quattro strumenti lavorano insieme per darci una comprensione globale delle interazioni molto complesse tra nuvole, aerosol, radiazione solare incidente e radiazione termica in uscita per aiutare a prevedere meglio le tendenze climatiche future”, riassume. Simonetta Cile, Direttore dei programmi di osservazione della Terra dell’Agenzia spaziale europea. Conferma che la prima immagine rilasciata da EarthCare è il miglior esempio reale di ciò che possiamo aspettarci in futuro, quando il satellite e tutti i suoi strumenti saranno completamente calibrati e messi in servizio. È un primo passo verso il monitoraggio continuo delle nuvole interne dallo spazio.