El Agua Juega Un Papel Sorprendente En El Cambio Climático

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Hawai es el lugar ideal para estudiar el aire de baja humedad y los procesos que deshidratan la atmósfera.

Este artículo de Detrás de las escenas se proporcionó a WordsSideKick.com en colaboración con la National Science Foundation.

Con sus tortugas marinas y tiendas de surf, la Isla Grande de Hawai se parece a un mundo tropical y acuoso. Sin embargo, para los científicos del clima, es el lugar ideal para estudiar el aire con baja humedad y los procesos que deshidratan la atmósfera.
Desde la extensa cúpula de Mauna Loa, a 11,000 pies sobre las playas bordeadas de coco de Hawai, los científicos del clima David Noone y Joe Galewsky pueden rastrear el vapor de agua que llega hasta el ecuador y el polo. Son los primeros en intentar medir la firma química del vapor en tiempo real para comprender los procesos que controlan el ciclo global del agua.
"No hay otro lugar donde puedas tomar estas medidas", dice Galewsky, profesor asistente de la Universidad de Nuevo México. "Un instrumento aquí en el medio del Pacífico puede darnos información sobre todo el hemisferio norte", dice.
Al cernirse sobre las capas del clima local, la cumbre expansiva de Mauna Loa experimenta el aire por última vez humedecido a cientos de kilómetros de distancia. "Desde esta posición elevada, puede ver el límite real entre las nubes debajo y los cielos despejados (poca humedad). Es inspirador; puede ver lo que está midiendo", dice Noone, profesor asistente de la Universidad de Colorado en Boulder y miembro del Instituto Cooperativo de Investigación en Ciencias Ambientales.

Charles Keeling, pionero

La altura y el aislamiento únicos de Mauna Loa son las razones por las que la montaña fue seleccionada para las primeras mediciones continuas de dióxido de carbono hace 50 años. Iniciado por Charles Keeling, las mediciones muestran que las concentraciones globales de CO2 aumentan a un ritmo cada vez más acelerado. El instrumento original aún reside en un pequeño edificio al lado de la estación principal del Observatorio de Mauna Loa. "Me gusta pensar que estamos siguiendo los pasos de Keeling", dice Noone.
De hecho, a través de su trabajo de campo financiado por la Fundación Nacional de Ciencia, Noone y Galewksy están monitoreando un gas de efecto invernadero igualmente importante. Al igual que el CO2, el vapor de agua también atrapa e irradia calor hacia el planeta. La comprensión de los procesos que controlan la humedad atmosférica, dicen, será fundamental para proyectar el grado de calentamiento global futuro.
"No hay duda de que el CO2 está impulsando cambios en el clima de nuestro planeta", explica Noone, "pero muchos de los cambios que estamos viendo se deben a cambios en el ciclo del agua y a la cantidad de vapor de agua en el aire".

Isótopos atmosféricos en tiempo real.

Para rastrear la convergencia de la humedad en Mauna Loa, los científicos estudian pistas únicas creadas por los isótopos de oxígeno e hidrógeno, variaciones de los elementos que son sobrecargados por neutrones adicionales. Las moléculas de agua con átomos pesados ​​se condensan preferentemente. Los científicos utilizan este hecho para determinar si la formación de nubes y la precipitación han afectado el aire, así como para identificar el camino por el que viajó. De esta manera, crean mapas del viaje del agua a través de la atmósfera.
Pero con la idea de medir los isótopos atmosféricos en tiempo real, los científicos no dejan nada al azar experimental. Utilizan todos los instrumentos a su disposición para medir la concentración de oxígeno pesado e hidrógeno: tres analizadores autónomos basados ​​en láser, dos satélites, una serie de matraces de mano, y trampas de agua de fabricación casera, refrigeradas con hielo seco, instaladas desde Tubería quirúrgica y partes de pecera.
"Tengo visiones de golpearme en la mano [con una trampa de vidrio] y estar inconsciente en medio de Saddle Road en Mauna Loa", bromea Galewsky, quien, como Noone, es un modelador del clima y pasa la mayor parte de su tiempo frente a Una computadora, no en el campo.
A diferencia de los nuevos analizadores, las muestras de trampa y matraz deben ejecutarse físicamente y sincronizarse para que coincidan con los poco frecuentes pasos superiores de los satélites. Desafortunadamente para los científicos, esto significa tomar muestras a las 2:00 a.m., cuando las temperaturas en los campos de lava seca de Mauna Loa se acercan a la congelación. Durante dos horas en medio de la noche, las trampas deben bañarse en un cóctel humeante de hielo seco que se alimenta continuamente.
No hay que confundir el encanto de los analizadores en tiempo real, que zumban constantemente desde un estante en el edificio de la estación y recopilan datos cada pocos segundos.

Medición de la respuesta al cambio climático.

De vuelta en el continente, Noone y Galewsky trabajarán con colegas en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA para comparar las mediciones de los instrumentos terrestres contra lo que ve el espectrómetro de emisiones troposféricas en el satélite Aura de la NASA. Esta "verificación en tierra" les ayudará a usar las observaciones remotas para rastrear el vapor de agua a escala global y diagnosticar grandes cambios en el ciclo del agua a medida que el planeta se calienta.
Los nuevos analizadores en tiempo real ofrecen a los científicos otra oportunidad: la capacidad de realizar mediciones extensas de la humedad atmosférica en lugares clave como Mauna Loa. Noone y Galewsky creen que tales mediciones podrían eventualmente convertirse en esfuerzos de monitoreo a largo plazo para vapor de agua, similar al programa de monitoreo global de CO2 inspirado en el trabajo inicial de Keeling.
"La ventaja de medir isótopos en vapor de agua", dice Noone, "es que las mediciones pueden ayudarnos a comprender la respuesta del ciclo del agua al cambio climático, y no solo el forzamiento, que proporcionan las mediciones de CO2".

Noone y Galewsky sugieren que más allá de su ensayo de campo inicial en Mauna Loa, establecer una red de seguimiento de vapor global nueva y en curso ayudaría a los científicos del clima a monitorear las formas en que se desarrolla el calentamiento planetario debido a las emisiones de CO2. Podrían medir cómo las actividades humanas y otras influencias sobre el clima cambian el papel del agua atmosférica en el clima y el clima.

Nota del editor: Esta investigación fue apoyada por la National Science Foundation (NSF), la agencia federal encargada de financiar la investigación básica y la educación en todos los campos de la ciencia y la ingeniería. Ver el archivo detrás de las escenas.


Suplemento De Vídeo: MEGACATASTROFES 8 - LA NUEVA GLACIACION MUNDIAL - EL CAMBIO CLIMATICO.




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