A fase da Lua influencia as chuvas
A fase da Lua afeta a quantidade de chuvas
Dados de satélites por sobre os trópicos, entre 10 graus Sul e 10 graus Norte, exibem uma pequena queda no volume de chuvas quando a Lua está diretamente acima ou baixo. O painel de cima mostra a pressão do ar, o do meio mostra a taxa de modificação da pressão e o de baixo mostra a diferença da precipitação de chuvas em relação à média. A mudança é somente de 0,78 micrômetros.
CRÉDITO: TSUBASA KOHYAMA/UNIVERSITY OF WASHINGTON
Quando a Lua está no alto do céu, cria deformações na atmosfera do planeta que criam pequenas mudanças imperceptíveis na quantidade de chuva que cai abaixo.
Novas pesquisas da Universidade de Washington, que serão publicadas em Geophysical Research Letters mostram que a gravidade lunar afeta a quantidade de chuvas – muito embora de modo quase imperceptível.
“Até onde eu saiba, este é o primeiro estudo a conectar de modo convincente a força de maré da Lua com a precipitação de chuvas”, afirma o autor Tsubasa Kohyama, estudante de doutorado em ciências da atmosfera na UW.
Kohyama estava estudando ondas atmosféricas quando percebeu uma pequena oscilação na pressão do ar. Ele e seu co-autor John (Michael) Wallace, professor de ciências atmosféricas na UW, levaram dois anos rastreando o fenômeno.
Variações na pressão do ar ligadas às fases da Lua foram descobertas pela primeira vez em 1847 e variações de temperatura em 1932, em observações a partir do solo. Um artigo anterior de pesquisadores da UW usou uma grade de dados globais para confirmar que a pressão do ar na superfície varia com as fases da Lua.
“Quando a Lua está bem por cima ou bem por baixo, a pressão do ar é mais alta”, explica Kohyama.
O presente artigo é o primeiro a demonstrar que o puxão gravitacional da Lua também provoca uma pequena diminuição no volume de chuvas.
Quando a Lua está diretamente acima, sua graviade fqaz com que a atmosfera da Terra se deforme em sua direção, de forma que a pressão (ou o peso) da atmosfera naquele lado do planeta aumenta. Pressões mais altas aumentam as temperaturas das camadas de ar abaixo. Uma vez que o ar mais quente pode conter mais umidade, essas camadas ficam menos propensas a atingir seus pontos de saturação.
“É como se o frasco se tornasse maior em altas pressões”, explica Kohyama. A umidade relativa afeta as chuvas, segundo ele, porque “menores umidades são menos favoráveis à precipitação”.
Kohyama e Wallace usaram 15 anos de dados coletados pela NASA e pela Agência Japonesa de Exploração Espacial com seu satélite de medição de precipitação pluviométrica, de 1988 a 2012, para demonstrarem que as chuvas são realmente ligeiramente mais leves quando a Lua está no alto. A mudança é de apenas cerca de 1% da variação total, entretanto, portanto nada capaz de afetar outros aspectos do tempo ou que seja perceptível para as pessoas.
“Ninguém precisa levar um guarda-chuva só porque a Lua está nascendo”, brinca Kohyama. Em lugar disso, este efeito pode ser usado pelos modelos climáticos para verificar se a física neles é boa o bastante para reproduzir o efeito de maré que, eventualmente, leva a uma precipitação menor.
Wallace planeja continuar a explorar o tópico para verificar se certas qualidades de chuvas, tais como chuvas fortes, são mais suscetíveis às fases da Lua e se a frequência de tempestades mostra qualquer conexão com a Lua.
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É um pássaro? É um avião? É um OVNI? Não… é um sprite!
Traduzido de: Is it a bird, a plane, a UFO? It’s a…red sprite
Cientistas atmosféricos estudam as estranhas luzes nos céus
| — | Original em inglês por Cheryl Dybas, NSF, cdybas@nsf.gov |
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Essas estranhas luzes nos céus são chamadas sprites vermelhos; elas se formam acima das nuvens de tempestade. |
26 de agosto de 2013
É um pássaro? É um avião? É um OVNI? As estranhas luzes no céu estão sendo vigiadas de perto pelos cientistas atmosféricos.
Chamadas de sprites pelos pesquisadores, essas fadas dançarinas das nuvens são às vezes vislumbradas como clarões vermelhos de luz com a forma de águas-vivas.
Outras vezes, elas se parecem com clarões azuis em forma de corneta (e são chamadas de jatos azuis). No entanto, tal como as ninfas mais elusivas, os sprites vermelhos e os jatos azuis só aparecem em uma ocasião: durante fortes trovoadas.
Muito embora tenham esporadicamente relatados por muitos anos por pilotos de aeronaves, somente na última década se coletou indícios suficientes para convencer os cientistas atmosféricos a investigar o fenômeno.
O que é isso no céu?
Agora os pesquisadores atônitos que se perguntavam “Que diabos é isso?”, podem ter encontrado respostas.
Acima das nuvens negras de uma trovoada, aparecem os sprites, na forma de clarões de luz vermelha lançados muito para cima, na atmosfera da Terra, explica o cientista Hans Nielsen da Universidade do Alaska em Fairbanks.
Os breves clarões se parecem com brilhantes águas-vivas, com “umbrelas” vermelhas e tentáculos arroxeados. Em uma única noite, uma trovoada de bom tamanho pode emitir até cem sprites.
Na imensidão azul – ou vermelha – acima
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Um milésimo de segundo: o quanto dura um sprite, mais rápido do que um piscar de olhos. |
Nielsen, Jason Ahrns, também da Universidade do Alaska em Fairbanks, Matthew McHarg da Academia da Força Aérea dos EUA e pesquisadores do Fort Lewis College formaram uma equipe neste verão [NT: verão lá no Hemisfério Norte] para estudar os sprites.
Eles empregaram a aeronave Gulfstream-V da Fundação Nacional de Ciências (NSF)/Centro Nacional de Pesquisas Atmosféricas (NCAR), uma aeronave que é capaz de voar a grandes altitudes, alcançando os 50.000 pés (pouco mais de 15 km), para realizar sua pesquisa. Seu projeto é financiado pela NSF.
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Sprites vermelhos podem parecer águas-vivas luminosas, com estruturas parecidas com “umbrelas” e tentáculos. |
Os sprites são semelhantes aos relâmpagos, dizem Nielsen e McHarg, em tanto quanto são ambos resultantes de descargas de eletricidade que partem da atmosfera.
Embora os sprites imitem os relâmpagos “de algumas maneiras”, explica McHarg, “eles são diferentes em outras. Os relâmpagos acontecem abaixo e dentro das nuvens, em altitudes entre 3,5 a 8 km. Os sprites ocorrem muito acima das nuvens, a cerca de 80 km de altitude – 10 vezes mais alto do que os relâmpagos.
Eles são enormes, prossegue McHarg, atingindo 50 km acima de seu ponto de origem.
“Os sprites vermelhos não duram por muito tempo, entretanto; cerca de um milésimo de segundo. Isso é 300 vezes mais rápido do que um piscar de olhos!”
Os jatos azuis, que não faziam parte diretamente do estudo dos cientistas, duram mais do que os sprites vermelhos, têm origem no topo das nuvens de tempestade e se lançam para cima a uma altitude de menos da metade daquela dos sprites vermelhos. Os jatos azuis são mais estreitos do que os sprites vermelhos e se propagam no formato de cornetas em tons de azul e roxo.
“Este campo de pesquisas está evoluindo rapidamente e é importante para a compreensão do circuito elétrico global”, diz Anne-Marie Schmoltner, diretora de programa na Divisão de Ciências Atmosféricas e Geoespaciais da NSF, que patrocina da pesquisa. “A campanha aerotransportada [para detecção] dos sprites, durante o presente verão, nos forneceu observações com resoluções temporais sem precedentes”.
O que cria as luzes celestiais das trovoadas
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Acima das nuvens negras da tempestade, os sprites vermelhos (canto superior direito) imitam os relâmpagos. |
Os pesquisadores da atmosfera desenvolveram teorias para explicar essas luzes celestiais.
Os sprites vermelhos podem acontecer quando um raio de carga positiva nuvem-solo cai, o que perfaz cerca de 10% de todos os raios e que são muito mais poderosos do que os raios comuns de carga negativa.
Os clarões podem ser parentes das centelhas elétricas.
Depois que um possante raio cai, o campo elétrico acima de uma trovoada pode ficar reforçado a ponto de causar uma “ruptura elétrica”, uma sobrecarga que enfraquece a resistência da atmosfera ao fluxo da corrente elétrica. O resultado é uma imensa centelha, um sprite, na atmosfera.
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Os cientistas realizaram suas pesquisas a bordo da aeronave Gulfstream-V da NSF/NCAR. |
Embora ainda sejam ainda algo misteriosos, os sprites vermelhos ajudaram a responder algumas questões que vinham se perpetuando.
Os cientistas descobriram que os sprites vermelhos criam algumas das emissões de rádio em baixa frequência que vêm sendo captados ao longo dos anos pelos instrumentos, mas cuja fonte era desconhecida.
Grandes emissões de raios gama, provenientes da Terra, em lugar do espaço, também aparecem durante trovoadas, muito embora seu exato relacionamento com os sprites vermelhos permaneça obscuro.
Os pesquisadores agora avaliam se os sprites vermelhos (e os jatos azuis) podem afetar a atmosfera de modo importante.
Por exemplo, os sprites e jatos podem alterar a composição química da atmosfera superior. Embora sejam breves, eles podem deixar cargas de longa duração.
A cor vermelha profunda dos sprites é causada pela luz emitida pelas moléculas de nitrogênio na atmosfera, explica McHarg. Os sprites vermelhos podem se revelar importantes para a química da atmosfera e para o clima global, ao mudar as concentrações de óxido nítrico nas camadas superiores da atmosfera.
Os pesquisadores empregam uma técnica chamada espectroscopia de alta velocidade para estudar as diferentes cores dos sprites para determinar a quantidade de energia que os sprites carregam e descobrir mais sobre sua composição química.
Como ver um sprite
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Outra pesquisa financiada pela NSF estudou os jatos azuis, parentes próximos dos sprites vermelhos. |
Podem as pessoas que observam trovoadas em terra, vislumbrar os sprites vermelhos e os jatos azuis a olho nú? Sim, se eles souberem para onde olhar.
Os observadores têm que estarem em condições de visualizar uma trovoada distante, sem nuvens no meio, em uma área sem as luzes de uma cidade. E aí eles precisam olhar para cima da tempestade, não para os relâmpagos dentro das nuvens.
É provável, segundo os cientistas, que, se os observadores esperarem o suficiente, eles vejam um sprite vermelho. Os jatos azuis são mais difíceis de flagrar. O melhor ponto de observação provavelmente seria de dentro de uma aeronave que sobrevoasse a trovoada a quilômetros de distância.
Com seus pneus de borracha, um carro pode ser o veículo mais seguro de onde se pode caçar os efêmeros sprites das nuvens de trovoadas.
As pequenas colisões dão energia às tempestades de poeira
Informações sobre direitos: http://bit.ly/c34Awz
Sophie Bushwick é uma escritora de ciências freelance da cidade de Nova York. Seus trabalhos já foram publicados em vários meios de comunicação impressos e online.
Sinais distorcidos do GPS ainda servem para alguma coisa
Sinais distorcidos do GPS revelam velocidade dos ventos em um furacão
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WASHINGTON, DC — Os sistemas de GPS servem para muitas coisas, tais como traçar a rota mais curta para sua viagem de automóvel ou para guiar os aviões através dos oceanos. Agora descobriram mais um uso para os sinais distorcidos do GPS que são refletidos por uma tempestade: medir a velocidade dos ventos de um furacão.
Medições precisas das velocidades dos ventos auxiliam os meteorologistas a predizer a intensidade das tempestades e para onde elas estão se dirigindo, explica Stephen Katzberg, um Distinto Pesquisador Associado do Centro de Pesquisas Langley em Hampton, Virgínia, e um dos,líderes do desenvolvimento da nova técnica de GPS. Os experts esperam poder utilizar o novo método de medição em escala global para compreender melhor com se formam as tempestades e o que rege seu comportamento.
A nova técnica pode prover, de maneira econômica, uma visão muito mais extensa das velocidades dos ventos em uma tempestade do que atualmente é possível, afirmam seus desenvolvedores. Voos de teste nas aeronaves caçadoras de tempestades da Administração Nacional dos Oceanos e Atmosfera (National Oceanic and Atmospheric Administration = NOAA) – apelidados Hurricane Hunters (=Caçadores de Furacões) – demonstram que o sistema fornece valiosas informações a um custo adicional pequeno, segundo Katzberg e seus colegas.
Um artigo que descreve os métodos e descobertas dos cientistas foi aceito para publicação na Radio Science, uma publicação da União Geofísica Americana (American Geophysical Union).
Ricochete do GPS
Pairando a milhares de quilômetros acima da Terra, os satélites do GPS emitem constantemente ondas de rádio para o solo que portam informações tanto acerca da posição do satélite, como do instante em que a mensagem foi enviada. Essas ondas de rádio podem ser refletidas por uma superfície, do mesmo modo que a luz visível é refletida por um espelho.
Quando uma onda de rádio de um satélite do GPS bate na superfície de um corpo d’água, tal como o oceano, cerca de 60% do sinal são refletidos de volta aos céus, explica Katzberg. Diferente de um espelho, entretanto, a superfície do oceano raramente fica calma e plana. O vento que sopra por sobre um corpo d’água levanta ondas.
“Imagine soprar sobre um prato de sopa quente”, explica ele. “Quanto mais forte for o sopro, maiores ‘ondas’ vão aparecer no prato”. Quando o sinal do GPS atinge uma onda, a superfície irregular distorce a reflexão, espalhando o sinal em várias direções.
“As ondas de rádio refletem nas ondas”, diz Katzberg. “Na medida em que a superfície fica mais irregular, as reflexões ficam mais perturbadas e é isto que medimos”.
O novo método para calcular a velocidade dos ventos é fruto de anos de sintonia fina feita pelos cienjtistas da NASA e da NOAA, acrescenta Katzberg. Durante a operação, as medições são feitas por chips de recepção de GPS, similares aos que equipam os smartphones, instalados na aeronave. Um computador compara os sinais que vêm diretamente dos satélites acima, com os sinais recebidos do mar abaixo e calcula a velocidade aproximada do vento com um erro menor do que 5 m/seg. Em termos de comparação, a velocidade média dos ventos em um furacão de força 3, ou seja, de intensidade intermediária, é de cerca de 55 m/seg.
Sondas lançadas aos oceanos
O método padrão para medir a velocidade dos ventos é lançar das aeronaves tubos de 40 cm equipados com instrumentos científicos, chamados de sonda-de-queda (dropsonde). Essas sondas são dotadas de pequenos para-quedas e lançadas de aeronaves, coletando as informações durante sua descida. Cada dispositivo mede pressão, umidade e temperatura, além da velocidade do vento. Uma missão típica dos Hurricane Hunters emprega cerca de 20 sondas que custam, cada uma, uns US $ 750.
As sondas proporcionam medições da velocidade do vento 10 vezes mais precisas do que o novo sistema de GPS, pelo menos até agora. Sua precisão é de cerca de 0,5 m/seg.
Mas, uma vez que as sondas são tão caras, seus lançamentos são bem dispersados dentro e em torno da tempestade. Esse distanciamento significa que os meteorologistas precisam fazer algumas “contas de chegar” para preencher os intervalos. Segundo Katzberg, o sistema de captação do sinal refletido do GPS pode essencialmente operar sem parar, reunindo constantemente as informações sob os ventos abaixo. A meta principal não é substituir as sondas; trata-se muito mais de ampliar a visão das velocidades do ventos, além dos dados fornecidos pelas sondas.
“Os sistemas de GPS já vão estar mesmo a bordo, então, por que não obter informações adicionais acerca do ambiente em torno?”, pergunta Katzberg.
Já que o método necessita de grandes corpos d’água para funcionar, não pode ser usado sobre terra firme. Igualmente, nos casos onde a superfície do oceano fica áspera sem quaisquer ventos, como no caso do olho de uma tempestade, Katzberg concede que será necessário empregar outras ferramentas para obter uma medição precisa.
Comunicação por Satélite
Embora a nova técnica de medição esteja sendo testada em aeronaves, segundo Katzberg, ela pode ser implementada em satélites. A NASA planeja lançar em 2016 um sistema de pequenos satélites, chamado CYGNSS (acrônimo de Cyclone Global Navigation Satellite System, cuja pronúncia lembra “cygnis” = “cisne” em latim), para medir os sinais refletidos de GPS a partir da órbita terrestre baixa para monitorar as velocidades dos ventos a partir do espaço.
E, olhando um pouco mais longe no futuro, as reflexões dos poderosos satélites de comunicações comerciais (tipo DirecTV e Sirius XM Radio) podem ser usados em adição ao GPS.
“Esses sinais são extremamente poderosos e fáceis de detectar”, afirma Katzberg. “Esses satélites custam centenas de milhões, até bilhões de dólares, mas nosso sistema custa apenas algumas centenas. Nós tiramos vantagens de uma estrutura que já existe.”
Título do artigo: The use of reflected gps signals to retrieve ocean surface wind speeds in tropical cyclones
Autores:
Stephen J. Katzberg: NASA Langley Research Center, Hampton, Virginia, USA;
Jason Dunion: University of Miami/CIMAS – NOAA/AOML/Hurricane Research Division, Miami, Florida, USA;
George G. Ganoe: NASA Langley Research Center, Hampton, Virginia, USA.
O jogo dos cacos de vidro
Traduzido de: Broken Glass Yields Clues to Climate Change
Copos comuns de vidro e as partículas de poeira atmosférica se quebram em padrões semelhantes
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Tamanho comparativo das partículas de poeira na atmosfera, de acordo com uma fotografia de um satélite de uma tempestade de poeira. > |
27 de dezembro de 2010
Pistas para o clima futuro podem ser encontradas na forma com que um copo comum de vidro se espatifa.
Os resultados de um estudo, publicado nesta semana em Proceedings of the National Academy of Sciences, indicam que as microscópicas partículas de poeira podem se fragmentar em padrões semelhantes aos copos e outros objetos facilmente quebráveis.
A pesquisa, realizada pelo cientista Jasper Kok do Centro Nacinal de Pesquisas Atmosféricas (NCAR), indica que existem várias vezes a mais partículas de poeira em suspensão na atmosfera do que se acreditava antes, uma vez que a poeira, quando esfacelada, produz uma quantidade inesperadamente alta de grandes “cacos”.
A descoberta tem implicações na compreensão das futuras mudanças climáticas porque a poeira desempenha um papel importante no controle da quantidade de energia solar na atmosfera.
Dependendo de seu tamanho e outras características, algumas partículas refletem a energia do Sol, enquanto outras aprisionam a energia na forma de calor.
“Pequenas como são, os aglomerados de partículas de poeira nos solos se comportam quando sofrem um impacto da mesma forma que um copo de vidro caindo no chão da cozinha”, diz Kok. “Conhecer esse padrão pode nos auxiliar a construir um quadro mais claro sobre como vai se parecer nosso clima no futuro”.
O estudo pode também aumentar a precisão da previsão do tempo, especialmente nas regiões naturalmente poeirentas. As partículas de poeira afetam a formação de nuvens e a precipitação, assim como as temperaturas.
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O segredo da poeira na atmosfera e sua relação com o clima pode estar em copo comum de vidro. |
“Esta pesquisa fornece novas informações valiosas sobre a natureza e a distribuição da peira em aerossol na atmosfera”, declara Sarah Ruth, diretora de programa na Divisão de Ciências Atmosféricas e Geoespaciais da Fundação Nacional de Ciências (NSF) que financia o NCAR. “Os resultados podem levar a melhoramentos em nossa capacidade de modelar e predizer o tempo e o clima”.
A pesquisa de Kok se focalizou em um tipo de partícula em suspensão conhecida como poeira mineral. Essas partículas são emitidas usualmente quando grãos de areia são soprados de encontro ao solo, espatifando-se e enviando fragmentos pelo ar.
Os fragmentos podem ser “grandes” com até cerca de 50 microns de diâmetro, ou seja: um fio fino de cabelo humano.
As menores partículas, que são classificadas como argila e tem cerca de 2 microns de diâmetro, permanecem na atmosfera por cerca de uma semana, circulando grande parte do mundo e exercendo uma influência refrigerante, ao refletir o calor do Sol de volta para o espaço.
Partículas maiores, classificadas como silte, caem da atmosfera depois de poucos dias. Quanto maior a partícula, mais será sua tendência em causar um efeito de aquecimento na atmosfera. .
A pesquisa de Kok indica que a proporção de partículas de silte para as partículas de argila é de dois a oito vezes maior do que aquela usada nos modelos climáticos. Uma vez que os climatologistas calibram cuidadosamente os modelos para simular o verdadeiro número de partículas de argila na atmosfera, o artigo sugere que os modelos provavelmente incorporam um erro quando se trata de partículas de silte.
A maior parte dessas partículas maiores revolvem pela atmosfera no entorno de 2.000 km das regiões desérticas, de forma que ajustar sua quantidade nos modelos de computador deve gerar melhores projeções do clima futuro em regiões desérticas, tais como o Sudoeste dos Estados Unidos e a África do Norte.
Pesquisas adicionais serão necessárias para estabelecer se as temperaturas dessas regiões no futuro irão aumentar tanto ou mais do que o indicado pelos atuais modelos computacionais.
Os resultados do estudo também indicam que os ecossistemas marinhos, que sequestram carbono da atmosfera, podem estar recebendo uma quantidade muito maior de partículas de ferro em suspensão do que se estimava até agora.O ferro faz aumentar a atividade biológica, o que beneficia as cadeias alimentares dos oceanos, inclusive as plantas que absorvem carbono durante a fotossíntese.
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O equilíbrio energético da Terra e a radiação solar incidente são afetados pela poeira em suspensão na atmosfera. |
Além de influenciarem a quantidade de calor solar na atmosfera, as partículas de poeira também são depositadas na cobertura de neve das montahas, onde absorvem calor e aceleram o derretimento das neves. .
Faz muito tempo que os físicos sabem que certos objetos quebradiços, tais como vidros, rochas e até núcleos atômicos, se fragmentam em padrões previsíveis. Os fragmentos resultantes seguem certas faixas de tamanhos, com uma distribuição previsível de pedaços pequenos, médios e grandes. Os cientistas se referem a esses padrões como “invariância de escala” ou “auto-similaridade”.
Os físicos desenvolveram fórmulas matemáticas para os processos pelos quais as rachaduras se propagam de maneira previsível quando um objeto quebradiço se espatifa.
Kok teorizou que seria possível empregar essas fórmulas para estimar as faixas de tamanhos das partículas de poeira. Aplicando as fórmulas para padrões de ruptura de objetos quebradiços à medição dos solos, Kok estabeleceu a distribuição de faixas de tamanho das partículas de poeira emitidas.
Para sua surpresa, as fórmulas descreviam quase que exatamente as medições das partículas de poeira. .
“A ideia que todos esses objetos se espatifam da mesma forma é uma coisa bela, realmente”, diz Kok. “É a maneira da natureza de criar ordem a partir do caos”.
Raios em erupções vulcânicas
Um tipo de raio vulcânico foi descoberto durante a erupção do Monte Redoubt em janeiro de 2009.
26 de janeiro de 2010
Por Emilie Lorditch
Inside Science News Service
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Raios na nuvem de cinzas no topo do Monte Redoubt na erupção de 28 de março Crédito: Bretwood Higman, GroundTruthTrekking.org |
“Os sismógrafos estavam na verdade captando a queda de raios”, lembra McNutt. “Eu sabia que tinha que sair à procura de físicos que estudassem os raios”.
Quando a curiosidade de McNutt sobre raios vulcânicos começou a lançar faíscas, ele se associou ao físico e engenheiro elétrico Ronald Thomas e à estudante de pós-graduação Sonja Behnke, que estudava física atmosférica no Instituto de Mineração e Tecnologia do Novo México em Socorro, formando uma equipe ímpar para estudar melhor os raios vulcânicos.
Quando o vulcão do Monte Redoubt começou a apresentar atividade sísmica em janeiro de 2009, McNutt avisou Thomas e Behnke esta seria uma grande oportunidade para capturar alguns dados novos sobre raios vulcânicos. Quando o vulcão entrou em erupção em março, a equipe já tinha quatro Dispositivos de Mapeamento de Raios (Lightning Mapping Arrays = LMA) posicionados para monitorar os raios emitidos pela erupção.
“O LMA é basicamente uma velha antena de TV, calibrada para receber o canal 3 – a mesma frequência de irradiação dos raios”, explica Behnke.
Posicionar os LMAs a cerca de 80 km do vulcão, através de um curso d’água conhecido como Cook Inlet no centro-sul do Alaska pode não parecer o posicionamento ideal, mas, como explica a equipe, existem obstáculos para a colocação dos LMAs próximo do vulcão.
“Nós não poidíamos posicionar os LMAs no vulcão, porque este é um lugar remoto e selvagem e as estações precisam de energia e de internet para funcionar”, lembra Thomas.
Quando começaram a chegar os dados da erupção, a equipe encontrou algo inesperado.
“Vimos vários raios – de 20 a 30 minutos de raios”, recorda Thomas.
“Vimos ainda mais raios do que normalmente se vê durante uma grande trovoada”.
Não só a quantidade de raios era atípica, como também o tipo de raios que vinham do vulcão.
“No momento em que a erupção começou, apareceram essas centelhas vindas da chaminé do Redoubt que duravam apenas entre 1 e 2 milissegundos”, diz McNut. “Esse era um tipó diferente dos raios que tinhamos visto antes”.
Os habitantes da região e os cientistas que testemunharam as explosivas erupções do Monte Redoubt descreveram os eventos como uma visão de tirar o fôlego.
“Todos eles disseram que foi o maior espetáculo de raios que eles jamais viram”, afirma Thomas.
A equipe também esteve estudando como os recém-descobertos raios vulcânicos se comparam aos conhecidos raios de trovoadas.
“É algo fascinante aprender como os raios vulcânicos são semelhantes – e, no entanto, tão diferentes – dos raios de trovoadas”, afirma Behnke.
Exo-meteorologia
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
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Duas imagens de tempestades no planeta Marte, obtidas pelo Telescópio Espacial Hubble no fim de junho e início de setembro. |
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.
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Imagens tomadas na descida da sonda Huygens à superfície de Titã (lua de Saturno). |
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.
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Imagem do módulo Phoenix descendo a atmosfera de Marte de para-quedas. |
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.
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Uma simulação global da força dos ventos na superfície de Marte. |
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”.
Ciclos solares e o clima na Terra
Os Ciclos Solares causam eventos similares a El Niño e La Niña
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Cientistas descobrem uma ligação entre os ciclos solares e o clima global similares a El Nino e La Nina.
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16 de julho de 2009
Uma pesquisa realizada pelos cientistas do Centro Nacional de Pesquisas Atmosféricas (National
Center for Atmospheric Research = NCAR) em Boulder, Colorado, demonstra haver uma ligação entre os ciclos solares e o clima global, onde os máximos de atividade solar causando efeitos sobre a Terra que se assemelham aos fenômenos conhecidos como La Niña e El Niño sobre o Oceano Pacífico tropical. Essa pesquisa pode auxiliar na previsão de temperaturas e padrões de precipitações em determinadas fases desses ciclos que duram aproximadamente 11 anos.
Jay Fein, diretor de programa da Divisão de Ciências Atmosféricas da Fundação Nacional de Ciências (NSF), declarou: “Esses resultados são surpreendentes, já que apontam para uma série de eventos cientificamente verificáveis que relacionam o ciclo solar de 11 anos com o fenômeno El Niño que influencia tão fortemente as variações climáticas por todo o globo. O próximo passo será confirmar ou refutar esses intrigantes resultados do modelo por meio da análise de novos dados de observações específicas”.
Embora a variação da energia total vinda do Sol para a Terra seja de apenas 0,1% ao longo de cada ciclo solar, havia tempo os cientistas pensavam que deveria haver uma ligação entre esses máximos e mínimos e as variações climáticas, de forma a poder distinguir entre esses efeitos sutis e o padrão mais amplo das mudanças climáticas provocadas pelas atividades humanas.
A pesquisa, publicada neste mês em uma artigo no Journal of Climate, foi baseada em trabalhos anteriores, empregando modelos computacionais do clima global e mais de um século de dados sobre as temperaturas do oceano, e foi conduzida pelo NCAR, com o patrocínio da NSF e do Departamento de Energia do governo dos EUA.
Diz o cientista, Gerald Meehl do NCAR, autor principal do artigo: “Nós traçamos o arcabouço dos efeitos desse novo mecanismo para entender o que acontece no Pacífico tropical quando há um máximo de atividade solar. Os picos de emissão do Sol têm um efeito abrangente e sutil sobre a precipitação na região tropical e nos sistemas climáticos por todo o mundo”.
O novo artigo mostra como, quando o Sol atinge um máximo de atividade, aquece as regiões livres de nuvens no Oceano Pacífico o suficiente para aumentar a evaporação, intensificando as chuvas tropicais e os ventos alisios,e resfriando o Pacífico Leste nos trópicos. O resultado dessa cadeia de eventos é similar a La Niña, embora o aquecimento médio de menos de dois graus seja focalizado mais a Leste e tenha apenas a metade da força de uma La Niña típica.
Nos um ou dois próximos anos, o padrão semelhante a La
Niña, causado pelo máximo da atividade solar, tende a evoluir para um padrão semelhante a El Niño, na medida em que as lentas correntes substituem as águas frias na superfície do Pacífico Leste Tropical com águas mais quente que o usual. Igualmente, esse efeito tem apenas metade da força do El Niño.
O artigo não analisa os impactos climáticos dos eventos causados pelos ciclos solares, porém Meehl e a co-autora Julie Arblaster, que é tanto do NCAR como do Serviço de Meteorologia da Austrália, descobriram que essa “La Niña” solar tende a causar condições relativamente quentes e secas em partes do Oeste da América do Norte. Serão necessárias mais pesquisas para estabelecer os impactos desses eventos em escala global. Segundo Meehl: “Aumentar nossa compreensão acerca dos ciclos solares pode nos levar a conseguir conectar suas influências com as probabilidades meteorológicas, de forma a alimentar previsões de longo prazo com uma abrangência de uma década”.
Há anos os cientistas sabem que as variações solares de longo prazo afetam certos padrões climáticos, inclusive secas e temperaturas regionais. Porém estabelecer uma ligação física entre o ciclo solar de uma década e os padrões climáticos, se mostrou uma tarefa difícil. Uma das razões para isso é que só nos últimos anos os modelos computadorizados se tornaram capazes de simular de maneira realística os processos associados com o aquecimento e resfriamento das águas do Pacífico Tropical associados com El Niño e La Niña. De posse deste novo modelo, os cientistas podem reproduzir o comportamento do Sol no último século e verificar como ele afeta o Pacífico.
Para estressar essas conexões, por vezes sutis, entre o Sol e a Terra,
Meehl e seus colegas analisaram as temperaturas da superfície do mar de 1890 a
2006. Então, usaram dois modelos de computador do NCAR para simular a resposta dos oceanos a essas mudanças na emissão do Sol. Eles descobriram que, quando as emissões do Sol atingem um pico, a pequena quantidade extra de energia solar, ao longo de vários anos, causa um pequeno aumento no aquecimento local da atmosfera, especialmente nas regiões do Pacífico tropical e sub-tropical, onde normalmente a cobertura de nuvens é escassa. O pequeno aumento do calor leva à produção de mais vapor d’água, que é levado pelos ventos alísios para as áreas normalmente chuvosas do Pacífico Tropical Oeste, alimentando chuvas mais pesadas.
Enquanto esse ciclo se intensifica, os ventos alísios se fortalecem, deixando o Pacífico Leste ainda mais frio e seco do que o
usual, produzindo condições semelhantes a La Niña.
Embora esse padrão no Pacífico seja produzido pelo máximo solar, os autores descobriram que sua mudança para um estado semelhante a El Niño é possivelmente ativado pelo mesmo tipo de processo que normalmente leva de La Niña a El Niño. A transição começa quando a força dos ventos alísios produz pulsos lentos, conhecidos como ondas de Rossby, na superfície do oceano, as quais levam cerca de um ano para cobrir a distância de volta ao Oeste através do Pacífico. A energia então é refletida na borda Oeste do Pacífico Tropical e ricocheteia para o Leste, ao longo do Equador, engrossando a camada superior da água e aquecendo a superfície do Oceano. Como resultado, ocorre um evento semelhante a El Niño, cerca de dois anos após o máximo solar. O evento cessa em cerca de um ano e o sistema volta a um estado neutro.
“El Niño e La Niña parecem ter seus próprios mecanismos distintos”, diz Meehl, “porém o máximo solar pode aparecer e viciar os dados na direção de uma La Niña fraca. Se o sistema já estivesse na direção de La Niña,” ele acrescenta, “presumivelmente será uma mais intensa”.
Previsões para a vindoura Temporada de Furacões
01 de junho de 2009
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A Temporada de Furacões no hemisfério Norte está começando. Para efeitos de referência, o período começa em 1 de junho e vai até 30 de novembro para o Atlântico – no Pacífico, costuma ser entre 15 de maio e 30 de novembro. E o que se pode esperar para esta nova temporada? Quais são os indícios que se pode colher a partir da rede de satélites da NASA, e o que esses dados sugerem?
As previsões são feitas pelo Centro Nacional de Furacões (National Hurricane Center) da Administração Oceânica e Atmosférica Nacional (National Oceanic and Atmospheric Administration = NOAA) que acompanha todos os tipos de ciclones tropicais, isto é, furacões, tufões, tempestades tropicais e depressões tropicais nas costas do Atlântico e Pacífico. A NASA coleta os dados de satélites e seus cientistas realizam pesquisas sobre os ciclones tropicais.
A esquadra de satélites da NASA que fornecem dados para essas pesquisas e previsões compreende: o satélite da missão Tropical Rainfall Measuring Mission (Missão de Medição de Precipitação Tropical), Aqua, QuikScat, CloudSat, o Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES), JASON-1, OSTM/ Jason-2, Landsat e Terra. Exceto o GOES que é gerenciado pela NOAA, todas as missões são controladas ou pelo Centro de Voo Espacial Goddard da NASA, em Greenbelt, Maryland, ou pelo Laboratório
de Propulsão a Jato da NASA, em Pasadena, Califórnia. O Escritório do Projeto GOES da NASA, no centro Goddard, gera as imagens e animações do GOES.
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Usando todos esses satélites e seus instrumentos, os cientistas da NASA recolhem dados sobre vários fatores que dizem se um ciclone tropical irá ganhar ou perder força. Esses dados compreendem: ventos das tempestades e os de superfície; altitudes e temperaturas da superfície do mar; intensidade e área das chuvas; atividade elétrica das tempestades; água e vapor d’água nas nuvens; altitude das nuvens, extensão da cobertura das nuvens e temperatura, umidade e pressão das mesmas; desenvolvimento das nuvens; e o tamanho da tempestade.
Os dados da NASA indicam, atualmente, que as temperaturas da superfície do mar no Atlântico Tropical estão abaixo do normal. Essas temperaturas oceânicas mais frias podem “tirar o alimento” dos furacões nascentes, deixando-os “raquíticos”, uma vez que sua principal fonte de energia são as águas com temperaturas mais altas do que 27°C. Isso sugere que talvez nesta temporada haja menos furacões.
Embora as águas do Atlântico estejam mais frias do que o normal, a primeira depressão tropical desta estação no Atlântico se formou em 27 de maio, em torno do meio-dia (horário de Brasília), nas águas mais quentes da Corrente do Golfo, cerca de 310 milhas ao Sul de Providence, Rhode Island, e daí se moveu para longe do continente e para águas mais frias, o que levou a sua dissipação.
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Enquanto isso, no Pacífico Leste, as condições ditadas por La Niña nos últimos anos estão desaparecendo. Isso também é uma boa notícia, com respeito a temporada de furacões vindoura, já que La Niña tende a empurrar a Corrente de Jato mais para o Norte, o que diminui a força dos ventos nos trópicos que dissipam os furacões. A Corrente de Jato é uma faixa de ar em rápido movimento na troposfera superior que guia zonas de baixa pressão (tempestades) e frentes.
No entanto, ainda é muito cedo para previsões sobre a atividade de furacões, uma vez que muita coisa pode se modificar durante o verão (no Hemisfério Norte). Será que El Niño vai aparecer no Pacífico, ou será que La Niña vai reaparecer de surpresa? O Atlântico vai esquentar durante o verão? E ainda existem algumas “incógnitas”. Desde 1995, o Atlântico entrou em uma fase multi-decenal que favorece o aumento da atividade dos furacões – o que vicia os dados em favor de mais furacões.
No Pacífico, o padrão de “ferradura” quente e “cunha” fria da Oscilação Decenal do Pacífico (Pacific Decadal Oscillation = PDO) ainda é forte na temperatura da superfície do mar e nas imagens da altitude do nível do mar. Essa PDO é uma flutuação de longo prazo na temperatura do Oceano Pacífico que cresce e desaparece a cada 10 a 20 anos.
Os dados mais recentes colhidos pela NASA sobre a temperatura e a altitude da superfície do mar, ilustram claramente a permanência desse padrão que se estende por toda a bacia. “Embora esse padrão da PDO mostre uma tendência a tornar mais remota a formação do El Niño, as águas quentes no Pacífico Ocidental favorecem uma temporada de tufões (o equivalente aos furacões do Pacífico Oriental e do Atlântico) e inibem a dispersão ds furacões sobre o Atlântico e o Caribe”, observa o Dr. William Patzert do Laboratório de Propulsão a Jato (JPL).
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No decorrer do outono as condições atuais podem se modificar. Uma maior vigilância e uma preparação antecipada ainda são as melhores maneiras de se preparar para uma Temporada de Furacões. “Ao longo de costas sujeitas a furacões, esteja pronto; você pode ser nocauteado, não importa qual é a opinião dos experts hoje”, acautela Patzert.
Sempre e seja onde for que um ciclone tropical se formar, os dados dos satélites da NASA fornecerão os dados que auxiliarão os meteorologistas a formarem uma idéia mais clara de como ele vai se comportar.
Matéria original de: Bill Patzert e Rob Gutro
Jet Propulsion Laboratory e Goddard Space Flight Center
Partículas biológicas em nuvens de grande altitude
Poeira em suspensão e micróbios parecem desempenhar um importante papel na formação de gelo nas nuvens
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Partículas biológicas – bactérias, pólen, fungos – funcionam como núcleos para a formação de gelo nas nuvens. |
17 de maio de 2009
Uma equipe de químicos atmosféricos chegou mais perto do que é considerado o “santo graal” da ciência das mudanças climáticas: a primeiríssima detecção de partículas biológicas dentro do gelo das nuvens.
A equipe, chefiada por Kimberly Prather e Kerri Pratt da Universidade da Califórnia
em San Diego, mais exatamente da Instituição Scripps de Oceanografia, colheu amostras de resíduos de gotículas de água e cristais de gelo em alta velocidade, voando através das nuvens nos céus do Wyoming.
A análise dos cristais de gelo revelou que as partículas que deram início a seu crescimento, eram feitas quase que inteiramente de poeira ou material biológico, tal como bactérias, esporos de fungos e outros materiais de origem vegetal.
Embora se saiba, faz tempo, que se pode encontrar micro-organismos em suspensão no ar que cobrem grandes distâncias, este estudo foi o primeiro a apresentar dados diretos sobre como eles funcionam para influenciar a formação de nuvens.
Os resultados da Experiência Gelo nas Nuvens (Ice in Clouds Experiment – Layer
Clouds = ICE-L), financiada pela Fundação Nacional de Ciências (NSF), serão publicados na edição online de 17 de maio da Nature Geoscience.
Pratt, o autor principal do artigo, disse: “Se conseguirmos compreender as fontes das partículas que nucleiam as nuvens e sua abundância relativa, poderemos medir seu impacto sobre o clima”.
Os efeitos das pequeninas partículas em suspensão no ar, chamadas aerossóis, na formação de nuvens tem se mostrado um dos aspectos do tempo e do clima mais difíceis de entender pelos cientistas.
Na ciência das mudanças climáticas, que cria muitas de suas projeções através de simulações em computador de fenômenos climáticos, as interações entre os aerossóis e as nuvens representam o que os cientistas consideram a maior incerteza na modelagem de previsões para o futuro.
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Esta aeronave C-130 da NSF FOI usada no Projeto ICE-L. |
Anne-Marie Schmoltner da Divisão de Ciências Atmosféricas da NSF, que financiou a pesquisa, disse: “Colhendo amostras em tempo real com um avião, esses investigadores foram capazes de obter informações sobre partículas de gelo nas nuvens com um nível de detalhe jamais visto”.
“Determinando a composição química dos próprios núcleos de cada uma das partículas de gelo, eles descobriram que tanto a poeira mineral, como, surpreendentemente, partículas de origem biológica desempenham um papel de destaque na formação de nuvens”.
Os arossóis, que variam de poeira, fuligem e sal marinho, até materiais orgânicos, alguns dos quais viajam por milhares de quilômetros, formam o esqueleto das nuvens.
Em torno desses núcleos, a água e o gelo na atmosfera se condensam e crescem, levando às precipitações. Os cientistas estão tentando entender como os núcleos se formam, uma vez que as nuvens desempenham um papel crítico, tanto por resfriar a atmosfera, como por afetar os regimes de chuvas e outras precipitações.
A equipe ICE-L montou um espectrômetro de massa em uma aeronave C-130, operada pelo Centro Nacional de Pesquisas Atmosféricas (National Center for
Atmospheric Research = (NCAR) em Boulder, Colorado, e realizou uma série de voos através de um tipo de nuvem conhecido como nuvens onduladas (um tipo de cirro).
Os pesquisadores realizaram medições in-situ dos resíduos de cristais de gelo das nuvens e descobriram que metade era poeira mineral e cerca de um terço era feito de ions inorgânicos misturados com nitrogênio, fósforo e carbono – os elementos-assinatura de material biológico.
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A cientista Kerri Pratt dentro da aeronave C-130 da NSF com os instrumentos para coleta das partículas das nuvens. |
A velocidade de análise, segundo a segundo, permitiu aos pesquisadores distinguir entre gotículas de água e partículas de gelo. Núcleos de gelo são mais raros do que núcleos de gotículas.
A equipe demonstrou que tanto poeira como material biológico formam os núcleos dessas partículas de gelo, algo que, anteriormente, só podia ser criado em simulações em laboratório.
“Isso foi como medir um ‘santo-graal’ para nós”, revela Prather.
“Compreender quais partículas formam núcleos de gelo, assim como quais delas tem concentrações extremamente baixas e que são inerentemente difíceis de medir, significa que se pode começar a entender os processos que resultam em precipitações. Qualquer nova peça de informações que se puder obter, é crítica”.
As descobertas sugerem que as partículas biológicas que são postas em suspensão por tempestades de poeira, ajudam a induzir a formação de gelo nas nuvens e que sua região de origem faz diferença. Os indícios apontam cada vez mais para o fato de que a poeira levantada na Ásia pode estar influenciando as precipitações na América do Norte, por exemplo.
Os pesquisadores esperam usar os dados da pesquisa ICE-L para projetar estudos futuros, a serem previstos para quando ocorrerem eventos onde se suspeita que tais partículas possam estar desempenhando um papel mais importante na ocorrência de chuvas e neve.
A pesquisa também foi apoiada pelo NCAR.
São também co-autores do artigo: Paul DeMott e Anthony Prenni da Universidade do Estado do Colorado, Jeffrey French e Zhien Wang da Universidade de Wyoming, Douglas Westphal do Laboratório Naval de Pesquisas em Monterey, Califórnia, Andrew Heymsfield do National Center for Atmospheric Research e Cynthia Twohy da Universidade do Estado do Oregon.
