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GCPEx Espacial de la NASA: ¿Qué que no sabemos acerca de la nieve?

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GCPEx Espacial de la NASA: ¿Qué que no sabemos acerca de la nieve?

Mensaje por alan d el Jue Feb 02, 2012 2:58 am

Predecir el futuro es siempre un asunto difícil - sólo ver un informe del tiempo de televisión. Los pronósticos del tiempo han recorrido un largo camino, pero casi todas las temporadas hay una tormenta de nieve que parece venir de la nada, o que la previsión de que 'el grande' que resulta ser un fracaso total.

La Universidad de Bonn admiran Radiómetro desplegados en el sitio de Asistencia. Este instrumento mide las microondas que son, naturalmente, emitida por la superficie de la Tierra para determinar el vapor de agua y las nubes y el agua líquida en la columna de aire. (Crédito: NASA / Walt Petersen)


En los últimos diez años, los científicos han demostrado que es posible detectar la caída de nieve y la información de medida de la superficie la capa de nieve desde el punto de vista del espacio. Pero aún queda mucho que se desconoce sobre la materia blanca y esponjosa.
"Aún estamos pensando cómo medir la nieve desde el espacio", dice Gail Skofronick-Jackson, un especialista en la teledetección de nieve en el Centro Goddard de la NASA del Centro Espacial lucha, Greenbelt, Md. "Estamos donde nos encontramos con la medición de la lluvia hace 40 años. "
Skofronick-Jackson es parte de un equipo de científicos de la NASA y Medio Ambiente de Canadá, que se está ejecutando un experimento a gran en el sur de Ontario para mejorar la detección de nieve. Su GPM frío de la temporada Experimento Precipitación (GCPEx) es compatible con la nueva medición precipitación mundial (GPM), cuyo núcleo satélite está programado para su lanzamiento en 2014.
GPM es una misión internacional de satélites que permitirá unificar y establecer nuevos estándares para las mediciones de precipitación desde el espacio, proporcionando las observaciones de próxima generación de lluvia y nieve en todo el mundo cada tres horas.
Como parte de sus esfuerzos de detección de la nieve, el equipo científico GCPEx es la recopilación de datos tanto como sea posible para mejorar la comprensión de la dinámica de la nieve dentro de las nubes, porque se refieren a los movimientos de la nieve como a través de agua de la Tierra y los ciclos climáticos.
Mediciones precisas de las nevadas son importantes para más de pronósticos del tiempo justo. La nieve es una de las principales fuentes de agua en las regiones montañosas. Por ejemplo, la capa de nieve en las montañas de Sierra Nevada representa un tercio del suministro de agua para toda California. El derretimiento de la nieve que entra en el ciclo del agua en primavera y verano proporciona agua potable y de riego para la industria de California $ 37,5 mil millones de dólares agrícola. Las sequías y el cambio climático están haciendo de la capa de nieve una disminución de los recursos hídricos, y los gerentes tienen más necesidad que nunca de saber exactamente cuánta agua está cubierto de nieve.
Pero para saber eso, los científicos primero tienen que saber lo mucho que lleva agua de la nieve que cae al suelo.

Lluvia vs nieve
Averiguar la cantidad de agua se reduce en forma de nieve requiere en primer lugar ser capaz de decir la nieve de la lluvia. En la superficie, es obvio, la lluvia es líquido y húmedo, la nieve es sólido y congelado. Pero la lluvia y la nieve a menudo ocurren al mismo tiempo o la nieve puede derretirse en la lluvia.
Para ver la diferencia entre la lluvia y la nieve desde el espacio, los científicos utilizan un instrumento llamado un radiómetro de microondas. Funciona mediante la medición de las microondas que irradian natural de la Tierra todo el tiempo. Irradian los distintos fenómenos naturales en diferentes frecuencias. Por ejemplo la lluvia provoca una respuesta a las microondas de baja frecuencia, mientras que la caída de nieve afecta a las mediciones de alta frecuencia de microondas. Un radiómetro, al igual que la radio del coche recogiendo las diferentes estaciones, recoge las respuestas a diferentes frecuencias y por lo tanto se distingue entre la lluvia y la nieve. La señal se hace más fuerte para la lluvia o las tasas de intensa nieve.
Actualmente radiómetros en algunos satélites pueden distinguir la diferencia entre la lluvia y la nieve -, pero sólo hasta cierto punto. Las complicaciones se producen cuando las frecuencias de responder tanto a la lluvia y la nieve que cae líquido o incluso a la superficie de la Tierra, dice Skofronick-Jackson. "No hay una respuesta mixta en los canales, por lo que tipo de tener que saber lo que estamos viendo."
En esas frecuencias se superponen, lo que distingue a la lluvia de la nieve es la temperatura, tamaño y forma, un desconocido en curso en la detección de la mayoría de las precipitaciones.
"Lo que sabemos acerca de la lluvia es que las gotas de lluvia son de forma esférica ligeramente aplanada o esferas. Así que todos tienen, básicamente, una forma", dice Skofronick-Jackson. "Con la nieve que tienen formas muy diferentes."

Agujas en un montón de copos de nieve
Los copos de nieve vienen en una amplia variedad de formas y tamaños. Cada copo de nieve pueden ser largas agujas finas, columnas huecas, o placas planas con millones de modelos diferentes. Sus formas suaves y enorme variedad es lo que hace difícil medir las tasas de nieve.
"Las gotas de lluvia van a caer más o menos hacia abajo en forma de partículas de líquido bastante denso bamboleo copos de nieve,. Que son arrastrados por el viento Ellos van a tener todas estas características diferentes en cuanto a la forma en que caen y eso hace una diferencia en lo que.. el satélite ve ", dice Skofronick-Jackson.
La variedad de formas de copos de nieve complican la estimación de la cantidad de agua de la nieve se mantiene. Un "húmeda" de copos de nieve esponjosa tiene más agua por unidad de volumen que el "seco" de nieve. Sobre el terreno, el mismo volumen físico de los tipos de nieve contienen cantidades muy diferentes de agua, y este, llamado deshielo, es lo que finalmente termina en los embalses, ríos y otras fuentes de agua dulce.
El satélite GPM medir la precipitación global, ya sea lluvia tropical, lluvia moderada, ligera o nieve. GPM es instrumento de radar, construido por el socio de la misión, la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón, proporciona mediciones esenciales del tamaño de las escamas y la cantidad de agua que contienen. El radar trabaja de forma activa el envío de microondas en dos frecuencias diferentes. Cuando los pulsos de microondas encuentro una gota de lluvia o copo de nieve, que refleja parte de los dos pulsos de nuevo a los sensores del radar. Por el momento el intervalo entre el momento en que el pulso se envía y recibe entonces el radar sabe a qué distancia están las partículas en la nube.
Sume todas las partículas y se obtiene una imagen completa de toda la lluvia y la nieve en un evento meteorológico. "Es como un CAT-scan", dice Skofronick-Jackson. "Usted puede ver capa por capa lo que está en la nube."

Layer Cake atmosférica con glaseado de mármol Swirl
El ambiente no se presta a una fácil comprensión. Temperatura, humedad y vientos cambian con la altitud, la creación de muchas capas de aire con diferentes propiedades. La topografía de la superficie terrestre y los océanos afectan a los patrones climáticos globales. Estas condiciones se combinan para crear a corto tiempo y el clima a largo plazo. Parte de la resolución que la imagen en las latitudes altas es entender la dinámica de la nieve que hay dentro de las nubes.
"Sabemos que la mayoría de las nubes no tienen sólo una forma clásica de copo de nieve, pero lo que no sabemos es cuáles son las mezclas de tipos de copo de nieve", dice Skofronick-Jackson.
Mediante la combinación de mediciones más amplias de radiómetro que distinguir líquido de hielo y contar la cantidad de agua de las nubes tienen con los detalles vertical proporcionada por el radar, el equipo científico GPM puede ser capaz de ver lo que son mezcla de partículas de caer al suelo, o si un copo de nieve hace que todo el camino hasta el suelo en todo.
"A medida que se está cayendo, los copos de nieve a veces se pasan por varias capas y comenzar a derretirse y empezar a mirar como gotas de lluvia", dice Skofronick-Jackson. "¿Así que llame a la lluvia o Cómo se llama eso nieve?"
Encontrar esa línea es uno de los objetivos del experimento de la estación fría.

¿De cuántas maneras se puede medir un copo de nieve?
La misión GPM GCPEx campo está llevando a cabo justo al norte de Toronto, Canadá, en Egbert, Ontario. Situado cerca del Lago Huron, la región es propensa a los dos tormentas de nieve del efecto del lago y las tormentas de nieve generalizada. La NASA está trabajando con el Medio Ambiente de Canadá para medir la nieve de tantas maneras como sea posible para que coincida con nieve en el suelo con la nieve en las nubes y con satélite simulado pase medido desde arriba las aeronaves que vuelan.
Instrumentos en tierra en el Centro de Experimentación Investigación de la Atmósfera medir la cantidad de nieve, lo rápido que se cae y la cantidad de agua que contiene. Radar y radiómetros en el terreno también darán un vistazo de cerca a la nieve que cae de las nubes a la superficie. Mientras tanto, dos aviones de la investigación, la Universidad de citas de Dakota del Norte y el Canadian National Research Council Convair 580, volar, aunque las nubes medir el tamaño de copo de nieve y contenido de agua, temperatura y agua de las nubes. "Van a hacer espirales para que pueda ver todo el camino desde la parte superior de la nube en la parte inferior de la nube", dice Skofronick-Jackson.
Por encima de las nubes a 33,000 pies, un tercer avión, el laboratorio en el aire Dryden de la NASA DC-8, lleva Goddard de la NASA desarrollada cónica exploración ondas milimétricas Radiómetro (CoSMIR) radiómetro y Propulsión de la NASA Jet Propulsion Laboratory, desarrolló Precipitaciones Airborne Radar-2 (abril- 2). Juntos, estos dos instrumentos de simular los instrumentos que el satélite GPM llevará a la órbita.
Los conjuntos de datos se complementan las medidas que está adoptando radiómetros en satélites de observación terrestre Aqua y NPP Soumi y el radar de perfiles de nubes en CloudSat.
"Lo que podemos hacer con todas estas medidas es conocer estas relaciones entre lo que el radar y ve el radiómetro, lo que está en la nube, y lo que está cayendo", dice Skofronick-Jackson.

fuente. sciencedaily.com

saludos

alan d
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