Era media tarde, pero estaba oscuro en un área en Boulder, Colorado, el 3 de agosto de 1998. Una nube espesa apareció en lo alto y oscureció la tierra debajo durante más de 30 minutos. Los radiómetros bien calibrados mostraron que había muy pocaniveles de luz que llegan al suelo, lo suficientemente bajos como para que los investigadores decidieran simular este interesante evento con modelos de computadora.Ahora, en 2017, inspirados por el evento en Boulder, los científicos de la NASA explorarán el eclipse solar del sol de la luna para aprender más sobre el sistema de energía de la Tierra.
El 21 de agosto de 2017, los científicos esperan que el eclipse solar total de este año pase por América para mejorar nuestras capacidades de modelado de la energía de la Tierra. Guoyong Wen, científico de la NASA que trabaja para la Universidad Estatal de Morgan en Baltimore, lidera un equipo para reunirsedatos desde tierra y satélites antes, durante y después del eclipse para que puedan simular el eclipse de este año utilizando un modelo informático avanzado, llamado modelo de transferencia radiativa 3-D. Si tiene éxito, Wen y su equipo ayudarán a desarrollar nuevos cálculos que mejoren nuestroestimaciones de la cantidad de energía solar que llega al suelo y nuestra comprensión de uno de los actores clave en la regulación del sistema de energía de la Tierra, las nubes.
El sistema de energía de la Tierra está en una danza constante para mantener un equilibrio entre la radiación entrante del sol y la radiación saliente de la Tierra al espacio, lo que los científicos llaman el presupuesto energético de la Tierra. El papel de las nubes, tanto gruesas como delgadas, es importante en suefecto sobre el balance energético.
Como una nube gigante, la luna durante el eclipse solar total de 2017 arrojará una gran sombra sobre una franja de los Estados Unidos. Wen y su equipo ya conocen las dimensiones y las propiedades de bloqueo de la luz de la luna, pero usarán tierra yinstrumentos espaciales para aprender cómo esta gran sombra afecta la cantidad de luz solar que llega a la superficie de la Tierra, especialmente alrededor de los bordes de la sombra.
"Esta es la primera vez que podemos usar mediciones desde el suelo y desde el espacio para simular la sombra de la luna que cruza la faz de la Tierra en los Estados Unidos y calcula la energía que llega a la Tierra", dijo Wen. Los científicos han hechomediciones atmosféricas extensas durante los eclipses anteriores, pero esta es la primera oportunidad de recopilar datos coordinados desde el suelo y desde una nave espacial que observa toda la Tierra iluminada por el sol durante un eclipse, gracias al lanzamiento del Observatorio del Clima en el Espacio Profundo de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica DSCOVRen febrero de 2015.
Aunque la luna que bloquea el sol durante un eclipse solar y las nubes que bloquean la luz solar en la superficie de la Tierra son dos fenómenos diferentes, ambos requieren cálculos matemáticos similares para comprender con precisión sus efectos. Wen anticipa que este experimento ayudará a mejorar los cálculos del modelo actual y nuestro conocimientode nubes, específicamente nubes más gruesas de baja altitud que pueden cubrir alrededor del 30 por ciento del planeta en un momento dado.
En este experimento, Wen y su equipo simularán el eclipse solar total en un modelo de transferencia radiativa en 3-D, que ayuda a los científicos a comprender cómo se propaga la energía en la Tierra. Actualmente, los modelos tienden a representar nubes en una dimensión. En muchos casos, estos cálculos unidimensionales pueden crear modelos científicos útiles para comprender la atmósfera. A veces, sin embargo, se necesita un cálculo tridimensional para proporcionar resultados más precisos. La gran diferencia es que las nubes tridimensionales reflejan o dispersan la energía solar en muchas direcciones, desdela parte superior e inferior, y también fuera de los lados de las nubes. Este comportamiento tridimensional da como resultado cantidades diferentes de energía que llegan al suelo de lo que podría predecir un modelo unidimensional.
"Estamos probando la capacidad de hacer un cierto tipo de cálculo complejo, una prueba de una técnica matemática 3-D, para ver si esto es una mejora con respecto a la técnica anterior", dijo Jay Herman, científico del Goddard Space de la NASAFlight Center en Greenbelt, Maryland, y co-investigador del proyecto. "Si esto tiene éxito, entonces tendremos una mejor herramienta para implementar en modelos climáticos y podemos usarla para responder preguntas y el presupuesto de energía y el clima de la Tierra".En el próximo eclipse, Wen y los miembros de su equipo estarán estacionados en Casper, Wyoming y Columbia, Missouri, para recopilar información sobre la cantidad de energía que se transmite hacia y desde la Tierra antes, durante y justo después del eclipse con varios instrumentos de tierra.
Un instrumento de espectrómetro Pandora desarrollado en la Tierra y con base en la NASA proporcionará información sobre la cantidad de longitud de onda dada de luz, y un piranómetro medirá la energía solar total desde todas las direcciones que bajan hacia la superficie. Inmediatamente antes y después deLos científicos del eclipse medirán otra información, como la cantidad de gases traza absorbentes en la atmósfera, como el ozono, el dióxido de nitrógeno y las pequeñas partículas de aerosol que también se utilizarán en el modelo 3-D.
Mientras tanto, en el espacio, la cámara de imágenes policromáticas terrestres de la NASA, o EPIC, a bordo de la nave espacial DSCOVR, observará la luz que sale de la Tierra y permitirá a los científicos estimar la cantidad de luz que llega a la superficie terrestre.a bordo de los satélites Terra y Aqua de la agencia, lanzados en 1999 y 2002, respectivamente, proporcionarán observaciones de las condiciones atmosféricas y de la superficie en momentos anteriores y posteriores al eclipse. Los científicos combinarán las mediciones del terreno con las observadas por la nave espacial.
Este experimento complementa el compromiso de décadas de la NASA de observar y comprender las contribuciones al presupuesto energético de la Tierra. Durante más de 30 años, la NASA ha medido y calculado la cantidad de energía solar que llega a la parte superior de nuestra atmósfera, la cantidad de energía solar reflejadavolver al espacio y cuánta energía térmica es emitida por nuestro planeta al espacio. Estas mediciones han sido posibles gracias a instrumentos y misiones como ACRIMSAT y SOLSTICE lanzado en 1991, y SORCE, lanzado en 2003, así como la serie de CERESinstrumentos volados a bordo de Terra, Aqua y Suomi-NPP lanzado en 2011.
Este otoño, la NASA continuará monitoreando la relación sol-Tierra mediante el lanzamiento del Sensor de Irradiancia Solar Total y Espectral-1, o TSIS-1, a la Estación Espacial Internacional y las sextas nubes y el instrumento CERES del Sistema de Energía Radiante de la Tierra,CERES FM6, en órbita a finales de este año. Cinco instrumentos CERES están actualmente en órbita a bordo de tres satélites.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por NASA / Centro de vuelo espacial Goddard . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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