Cuales son las nuevas herramientas de la ciencia para investigar las nubes, la lluvia y el cambio climático

Los modelos climáticos son esenciales para la comprensión integral de la atmósfera de la Tierra y pueden proporcionar información crítica sobre los cambios a nivel climático en las próximas décadas. Debido a este rol crítico, los modelos actuales se desarrollan y se evalúan continuamente utilizando observaciones y mediciones restrictivas obtenidas por satélites y por instrumentos aéreos y terrestres. Para perfeccionar estas mediciones acaba de presentarse una herramienta de acceso abierto denominada Earth Model Column Collaboratory (EMC 2), desarrollada por científicos del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE), de la Universidad Estatal de Pensilvania y del Instituto Goddard de Estudios Espaciales de la NASA.

Se trata de una forma más fácil de comparar modelos de nubes con datos de instrumentos meteorológicos. El resultado ha sido esta plataforma de modelado y un simulador climático. Su presentación ha sido publicada por la Unión Europea de Geociencia.

Los números, formas y tamaños de las gotas de líquido y los cristales de hielo contenidos en una nube, por caso, pueden determinar cómo se dispersará la luz o si emitirá y absorberá calor. A pesar del gran tamaño de las nubes, muchas de estas dinámicas ocurren a pequeña escala. Entonces, para comprender mejor cómo producen sus efectos, estos investigadores se basan en modelos climáticos generados por computadora. ¿Por qué? Porque pueden reunir información de diferentes instrumentos meteorológicos, cálculos físicos y otras observaciones para aumentar nuestro conocimiento de cómo funciona la atmósfera.

Debido a los límites en el poder de cómputo, los modelos climáticos deben simplificar la forma en que se representan a las nubes. Esto, asimismo, introduce incertidumbre en el desarrollo del cambio climático. Por lo general, para mejorar las representaciones de las nubes, los resultados se comparan con las observaciones.

Sin embargo, el modelo climático y las comunidades de observación históricamente han trabajado por separado, lo que a veces dificulta la navegación del proceso. “Este tipo de acceso abierto nos ayudará a equilibrar mejor las comparaciones entre modelos y observaciones. También proporcionará ese puente tan necesario entre estas comunidades históricamente separadas”, afirmó Robert Jackson, científico atmosférico asistente de Argonne y colaborador en el modelo.

Los resultados de los modelos climáticos actuales no se comparan directamente con los de los radares, satélites y otros sensores cuyas señales no pueden detectar directamente parámetros clave de las nubes como el contenido de agua líquida y la cantidad de gotas. En cambio, detectan microondas y luz visible reflejada por ellas y las precipitaciones.

Así las cosas, como simulador de instrumentos, este nuevo sistema puede convertir los parámetros de nubes simulados por modelos más detallados. Una complicación en el modelado climático es el tamaño de las áreas geográficas que los investigadores quieren estudiar: estas áreas suelen tener el tamaño de un área metropolitana importante. Sin embargo, las nubes y las precipitaciones pueden cubrir regiones tan diminutas como un barrio. Estas áreas más pequeñas son muestreadas por radares y por satélites.

Para resolver aquel problema, EMC 2 ayuda a representar la variabilidad espacial de la cobertura de nubes dentro de cada celda de la cuadrícula en escalas más pequeñas, como las que cubren los instrumentos meteorológicos. Este punto de referencia más pequeño permite a los científicos del clima evaluar los modelos con mayor precisión. A su vez, integra todas estas herramientas en un solo paquete de software diseñado como código abierto que permite que tanto los investigadores como el público agreguen, usen y modifiquen fácilmente observaciones.

Usando un enfoque desarrollado para la NASA, los científicos de Argonne planean usar este sistema en colaboración con el Modelo de sistema terrestre de exaescala de energía (E3SM) del DOE, un modelo de alta resolución diseñado para examinar la dinámica más detallada del comportamiento generador de clima. Los investigadores esperan poder evaluar la capacidad del modelo para simular tormentas eléctricas sobre Houston, por ejemplo. Usando observaciones meteorológicas de uno de los programas de Medición de Radiación Atmosférica ayudará a los científicos del clima a reducir las incertidumbres en las predicciones de lluvia al mejorar la representación de las tormentas eléctricas.

En conclusión, los científicos de Argonne, en colaboración con Penn State y la NASA , desarrollaron EMC 2 para facilitar las comparaciones entre modelos climáticos y meteorológicos con observaciones de instrumentos meteorológicos. Esta herramienta proporcionará un punto común para la colaboración entre los modeladores climáticos y los observadores. buen lavado de manos. El equipo de trabajo se completó con los especialistas Israel Silber, Ann M. Fridlind, Andrew S. Ackerman, Scott Collis, Johannes Verlinde y Jiachen Ding.

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