Livremente traduzido de: Monitoring and Predicting Extraterrestrial Weather

Por: — Rachel Hauser, National Center for Atmospheric Research, rhauser@ucar.edu

Cientistas adaptam uma ferramenta de pesquisa e previsão meteorológica para modelar o tempo global na Terra, em Marte e além

22 de setembro de 2009

Provavelmente ainda mais que o cidadão comum, as agências espaciais do mundo dependem dos relatórios diários e sazonais para ter uma melhor compreensão do tempo na Terra e em outros planetas. O sucesso de missões espaciais está diretamente ligado a um eficaz prognóstico e na navegação em condições climáticas atmosféricas e de superfície inclementes.

Os planejadores de missões na NASA, na ESA e organizações similares precisam saber quais condições ambientais um Mars Lander ou Rover pode se deparar, de forma a se assegurar que escudos térmicos, para-quedas e outros mecanismos a bordo sobrevivam à viagem através da atmosfera até a superfície.

Em certos casos, mesmo satélites em órbita que normalmente pairam acima das atmosferas, se beneficiam de uma clara compreensão das condições atmosféricas de um planeta.

Por exemplo, parte da missão Cassini-Huygens da ESA incluia enviar uma sonda até Titã (uma das luas de Saturno) para colher dados ambientais, durante sua descida à superfície daquela lua em dezembro de 2004 a janeiro de 2005.

Segundo; Mark Richardson, um expert em física planetária e atmosferas e cientista pesquisador da Ashima Research: “Quando se trata de espaçonaves em voo, o tempo conta – especialmente na superfície”.

Informações sobre o ambiente também são essenciais para operações em tempo real de entrada, descida e pouso em missões para planetas tais como Marte, ou Titã, explica Greg Lawson, um cientista pesquisador do California Institute of Technology (Caltech).

— Os planejadores de missão querem dados sobre as condições medianas do ambiente e como estas podem variar – e, para fazer isto, precisam conhecer a meteorologia” — diz Lawson.

Os cientistas planetários podiam gerar as informações necessárias a partir de vários modelos diferentes, no entanto a condição ideal seria empregar um único modelo unificado que pudesse estudar a dinâmica da atmosfera em geral e próxima da superfície, em várias perspectivas – global, regional e local.

No início de 2000, o Centro Nacional de Pesquisas Atmosféricas (National Center for Atmospheric Research = NCAR) liberou seu modelo de Pesquisa e Previsão do Tempo (Weather Research and Forecasting = WRF). Richardson percebeu que, com algumas modificações, o WRF poderia ser a ferramenta perfeita para a modelagem do clima planetário de outros planetas.

O [modelo] WRF oferecia a possibilidade de empregar uma única estrutura, assim como boa capacidade de aninhar condições específicas e a capacidade de reconfigurar as grades para realizar a modelagem de fenômenos atmosféricos tanto em larga, como em pequena escala”, diz Richardson.

Faltava ao WRF a capacidade de servir como um Modelo de Circulação Global completo, porém, modificando o sistema de gradeamento (coordenadas), Richardson e colegas da Universidade Cornell, Ashima Research, Laboratório de Propulsão a Jato (Jet Propulsion Laboratory = JPL), na Caltech) e na Universidade de
Kobe no Japão, revisaram o WRF para rodar em escalas global e regional. O resultado desse esforço foi o planetWRF. 

Diz Lawson: “Com o planetWRF, a equipe criou projeções de mapa genéricas que permitem a modelagem de fenômenos atmosféricos até a escala global. Novas modificações permitem aos usuários fazer variar constantes planetárias tais como a topografia, velocidade de rotação e funções de relógio/calendário para adequá-las ao planeta que está sendo estudado”.

Já que o WRF foi projetado para ser uma ferramenta comunitária, seus usuários partilham os aperfeiçoamentos e o planetWRF participa desse espírito comunitário. Com o lançamento do WRF 3.0 em 2008, os desenvolvedores do planetWRF ofereceram a seus colegas criadores de modelos a opção de empregar uma grade global – uma extensão muito apreciada pela comunidade científica.

Richardson completa: “[O modelo] planetWRF melhora a compreensão da dinâmica planetária e da meteorologia aplicada, tanto em outros planetas, como na Terra, e os cientistas podem empregar isto para esclarecer seus próprios estudos, assim como as agências espaciais podem fazer uso disto para o planejamento de missões. Quando criamos o planetWRF, fizemos questão de levar adiante o exemplo da equipe do WRF de inter-colaboração, dando uma nova capacidade para outros modeladores climáticos”.