Novos modelos climáticos de Data Sheds (Sol) da NASA

 Caros Leitores

Você já usou uma camiseta escura em um dia de sol e sentiu o tecido esquentar com os raios do Sol? A maioria de nós sabe que as cores escuras absorvem a luz do Sol e as cores claras a refletem - mas você sabia que isso não funciona da mesma forma nos comprimentos de onda invisíveis do Sol?

O Sol é a fonte de energia da Terra e emite energia na forma de luz solar visível, radiação ultravioleta (comprimentos de onda mais curtos) e radiação infravermelha próxima, que sentimos como calor (comprimentos de onda mais longos). A luz visível reflete em superfícies de cores claras como neve e gelo, enquanto superfícies mais escuras como florestas ou oceanos a absorvem. Essa refletividade, chamada de albedo, é uma forma chave pela qual a Terra regula sua temperatura - se a Terra absorver mais energia do que reflete, ela fica mais quente, e se refletir mais do que absorve, fica mais fria.

O quadro se torna mais complicado quando os cientistas trazem os outros comprimentos de onda para a mistura. Na parte do infravermelho próximo do espectro, superfícies como gelo e neve não são reflexivas - na verdade, elas absorvem luz infravermelha próxima da mesma forma que uma camiseta escura absorve a luz visível.

“As pessoas pensam que a neve é ​​reflexiva. É tão brilhante”, disse Gavin Schmidt, diretor do Instituto Goddard de Estudos Espaciais da NASA  na cidade de Nova York e conselheiro sênior em exercício da NASA para o clima. “Mas acontece que na parte do infravermelho próximo do espectro, é quase preto”.

Claramente, para os cientistas do clima obterem uma imagem completa de como a energia solar entra e sai do sistema terrestre, eles precisam incluir outros comprimentos de onda além da luz visível.

Vídeo: https://youtu.be/82jE-yvB8xU

O orçamento de energia da Terra é uma metáfora para o delicado equilíbrio entre a energia recebida do Sol e a energia irradiada de volta para o espaço. A pesquisa sobre detalhes precisos do orçamento de energia da Terra é vital para entender como o clima do planeta pode estar mudando, bem como as variabilidades na produção de energia solar.

Créditos: Goddard Space Flight Center da NASA

Baixe este vídeo e outras visualizações de apoio do Estúdio de Visualização Científica da NASA Goddard

Huang e seus colegas da Universidade de Michigan, do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, e da University of Colorado Boulder, recentemente usaram dados TSIS-1 SSI em um modelo climático global pela primeira vez . “Vários estudos usaram várias entradas de SSI para analisar a sensibilidade dos modelos climáticos no passado” - no entanto, este estudo foi o primeiro a investigar como os novos dados mudaram a reflexão modelada e a absorção da energia solar nos polos da Terra, disse Dong Wu , projeto cientista do TSIS-1 em Goddard.

Eles descobriram que, quando usaram os novos dados, o modelo mostrou diferenças estatisticamente significativas na quantidade de energia absorvida e refletida pelo gelo e pela água, em comparação com o uso de dados solares mais antigos. A equipe executou o modelo, chamado Community Earth System Model , ou CESM2, duas vezes: uma vez com os novos dados TSIS-1 em média ao longo de um período de 18 meses, e uma vez com uma média mais antiga reconstruída com base nos dados da radiação solar desativada da NASA e Experimento Climático (SORCE).

A equipe descobriu que os dados do TSIS-1 tinham mais energia presente nos comprimentos de onda da luz visível e menos nos comprimentos de onda do infravermelho próximo em comparação com a reconstrução SORCE mais antiga. Essas diferenças significaram que o gelo marinho absorveu menos e refletiu mais energia na execução do TSIS-1, de modo que as temperaturas polares ficaram entre 0,5 e 1,3 graus Fahrenheit mais frias, e a quantidade de cobertura de gelo marinho no verão foi cerca de 2,5% maior.

“Queríamos saber como as novas observações se comparam às usadas em estudos de modelos anteriores e como isso afeta nossa visão do clima”, disse o autor principal, Dr. Xianwen Jing , que realizou esta pesquisa como pós-doutorado no departamento de Clima e Ciências Espaciais e Engenharia da Universidade de Michigan . “Se houver mais energia na faixa visível e menos na faixa do infravermelho próximo, isso afetará a quantidade de energia absorvida pela superfície. Isso pode afetar a forma como o gelo marinho aumenta ou diminui e o quão frio está em altas latitudes”.

Isso nos diz que, além de monitorar a irradiância solar total, disse Huang, também precisamos ficar de olho nos espectros. Embora informações de SSI mais precisas não alterem o quadro geral das mudanças climáticas, podem ajudar os modeladores a simular melhor como a energia em diferentes comprimentos de onda afeta os processos climáticos, como o comportamento do gelo e a química atmosférica .

Embora o clima polar pareça diferente com os novos dados, ainda há mais passos a serem dados antes que os cientistas possam usá-lo para prever mudanças climáticas futuras, alertaram os autores. As próximas etapas da equipe incluem a investigação de como os dados de TSIS afetam o modelo em latitudes mais baixas, bem como observações contínuas no futuro para ver como o SSI varia ao longo do ciclo solar .

Aprender mais sobre como a energia solar interage com a superfície e os sistemas da Terra - em todos os comprimentos de onda - dará aos cientistas mais e melhores informações para modelar o clima presente e futuro. Com a ajuda do TSIS-1 e seu sucessor TSIS-2 , que será lançado a bordo de sua própria espaçonave em 2023, a NASA está lançando uma luz sobre o equilíbrio de energia da Terra e como ele está mudando.

Imagem do banner: nesta foto tirada da Estação Espacial Internacional, o Sol nascente projeta longas sombras no mar das Filipinas. Crédito: NASA

Por Jessica Merzdorf
Goddard Space Flight Center da NASA , Greenbelt, Md.

Fonte: NASA /  Editora: Jessica Merzdorf  / 14-05-2021

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2021/new-nasa-data-sheds-sun-light-on-climate-models

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HélioR.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).

 Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.

 Acompanha e divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.

Participa do projeto S`CoolGroundObservation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (CloudsandEarth´sRadiant Energy System) administrado pela NASA.A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.

Participa também do projeto The GlobeProgram / NASA GlobeCloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela NationalOceanicandAtmosphericAdministration (NOAA) e U.S DepartmentofState.

 e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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