Los humanos siempre han estado asustados y fascinados por los rayos. Este mes, la NASA tiene previsto lanzar un nuevo satélite que proporcionará el primer ojo sin parar y de alta tecnología sobre los rayos sobre la sección norteamericana del planeta.
Los investigadores de la Universidad de Washington han estado rastreando los rayos mundiales desde el suelo durante más de una década. Los rayos no son solo sobre seguridad pública: los datos de rayos han sido introducidos recientemente en la predicción del clima, y un nuevo estudio de UW muestra formas de aplicarlosen pronósticos de tormentas.
"Cuando ve muchos relámpagos, sabe dónde la convección, o el movimiento ascendente impulsado por el calor, es más fuerte, y ahí es donde la tormenta es la más intensa", dijo el coautor Robert Holzworth, profesor de la Universidad de Washington y EE.UU.ciencias espaciales: "Casi todos los rayos ocurren en nubes que tienen hielo y donde hay una fuerte corriente ascendente".
El artículo reciente, publicado en la American Meteorological Society's Revista de Tecnología Atmosférica y Oceánica , presenta una nueva forma de transformar los rayos en información relevante para el clima. El Servicio Meteorológico Nacional de EE. UU. Ha comenzado a utilizar los rayos en sus pronósticos más sofisticados. Sin embargo, este método es más general y podría utilizarse en una amplia variedad desistemas de pronóstico, en cualquier parte del mundo. Los autores probaron su método en dos casos: el sistema de tormentas eléctricas derecho de verano de 2012 que se extendió por los Estados Unidos y un tornado de 2013 que mató a varias personas en el Medio Oeste ". Utilizando datos de rayos para modificar la humedad del airefue suficiente para mejorar drásticamente el pronóstico a corto plazo para un fuerte evento de lluvia, viento y tormenta ", dijo el primer autor Ken Dixon, un ex estudiante de posgrado de la Universidad de Washington que ahora trabaja para The Weather Company. Su método simple también podría mejorar los pronósticos de mediano alcance., durante más de unos días, en partes del mundo que tienen pocas o ninguna observación a nivel del suelo.
El estudio utilizó datos de la WorldWide Lightning Location Network, con sede en la Universidad de Washington, que tiene un registro mundial de rayos desde 2004. El Director Holzworth es un físico de plasma que está interesado en lo que sucede en los bordes exteriores de la atmósfera.la red también vende sus datos a agencias comerciales y gubernamentales, y trabaja con científicos en la UW y en otros lugares.
Hace unos años, Holzworth unió fuerzas con colegas en el Departamento de Ciencias Atmosféricas de la UW para utilizar los rayos para mejorar los pronósticos de tormentas convectivas, las grandes tormentas que producen tormentas eléctricas y tornados.
Además de las estaciones terrestres, los pronósticos meteorológicos dependen en gran medida de los satélites meteorológicos para obtener información para iniciar o "inicializar" los modelos numéricos de predicción meteorológica que son la base de la predicción meteorológica moderna.
Lo que falta es información precisa y en tiempo real sobre el contenido de humedad del aire, la temperatura y la velocidad del viento en lugares donde no hay estaciones terrestres.
"Tenemos menos habilidad para las tormentas eléctricas que para casi cualquier otro fenómeno meteorológico", dijo el coautor Cliff Mass, profesor de ciencias atmosféricas de la UW. "Este documento muestra la promesa de la información de los rayos. Los resultados muestran que los datos de los rayos tienen potencialpara mejorar los pronósticos de alta resolución de tormentas eléctricas y convección "
El nuevo método podría ser útil para pronosticar tormentas sobre el océano, donde no existen instrumentos terrestres. Un mejor conocimiento de las tormentas oceánicas tropicales pesadas por rayos podría mejorar los pronósticos del tiempo lejos del ecuador, dijo Mass, ya que muchos sistemas climáticos globales se originan en elzona tropical.
El estudio fue financiado por la NASA y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica. Greg Hakim, profesor de ciencias atmosféricas de la UW, es el otro coautor. La Red Mundial de Localización de Rayos comenzó en 2003 con 25 sitios de detección. Ahora incluye algunos80 sitios anfitriones en universidades o instituciones gubernamentales de todo el mundo, desde Finlandia hasta la Antártida.
El último pensamiento sobre cómo se produce un rayo es que las partículas de hielo dentro de las nubes se separan en piezas más ligeras y más pesadas, y esto crea regiones cargadas dentro de la nube. Si fuertes corrientes de viento hacen que la separación de altitud sea lo suficientemente grande, una corriente eléctrica fluye para cancelarla diferencia en el cargo
Un rayo crea un pulso electromagnético que puede viajar un cuarto de vuelta alrededor del planeta en una fracción de segundo. Cada sitio de red de rayos alberga una antena de 8 a 12 pies que registra las frecuencias en la banda de 10 kilohercios y envíaesa información a una tarjeta de sonido en una computadora portátil conectada a Internet. Cuando al menos cinco estaciones registran un pulso, las computadoras en la UW registran un rayo y luego triangulan los tiempos de llegada en diferentes estaciones para determinar la ubicación.
El mapa en línea de la red muestra la caída de rayos durante los últimos 30 minutos en Google Earth. Una pantalla alternativa muestra los últimos 40 minutos de rayos en diferentes partes del mundo sobre los mapas de nubes de la NASA, que se actualizan desde los satélites cada 30 minutosEl programa es la red global de localización de rayos en tiempo real más duradera y es operado por la comunidad de investigación como una colaboración global.
Los rayos ya matan a cientos de personas cada año. Esa amenaza puede estar creciendo; un estudio reciente proyectó que los rayos serán más frecuentes con el cambio climático.
"El jurado aún está fuera de los cambios a largo plazo hasta que tengamos más datos", dijo Holzworth. "Pero hay evidencia anecdótica de que estamos viendo rayos en lugares donde la gente no lo espera, lo que lo hace más mortal""
El 19 de noviembre, la NASA está programada para lanzar el nuevo satélite GOES-R que será el primer satélite geoestacionario en incluir un instrumento para vigilar continuamente los pulsos de rayos. Holzworth ayudará a calibrar el nuevo instrumento, que utiliza el brillo para identificar los rayos, contra los datos de la red. La NASA también financió la investigación reciente como una de las aplicaciones potenciales para observaciones de rayos.
"GOES-R ofrecerá observaciones de rayos más precisas y completas sobre América del Norte y del Sur, lo que complementará nuestros datos globales", dijo Holzworth. "Este lanzamiento ha sido anticipado por mucho tiempo en la comunidad de investigación de rayos. Tiene el potencial de mejorarnuestra comprensión de los rayos, como un peligro y como una herramienta de pronóstico "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Washington . Original escrito por Hannah Hickey. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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