Si cliqueu sobre les fotos del post i després premeu la tecla F11 aquestes es veuen més grans.

dissabte, 26 de maig de 2012

Anatomia de la tempesta


Supercèl·lula convectiva amb la típica enclusa (anvil), el centre amb els corrents d'aire ascendent (updraft) i el cim de la tempesta que sobrepassa el límit superior o enclusa (overshooting top). Font: NASA


Localització aproximada de la tempesta vista des del satèl·lit. Font: NASA.


Al llarg de sis setmanes, un equip format per 100 investigadors de 29 organitzacions diferents, ha anat a la cacera i a l'estudi dels efectes que té la convecció profunda en la química dels nivells alts de la troposfera. Aquesta campanya, amb seu a Kansas, es realitza gràcies a l'enviament d'un avió DC-8 de la NASA i un avió anomenat Gulfstream-V de la Fundació Nacional de Ciències, a Alabama, Colorado i Oklahoma. Cal destacar que aquests avions són veritables laboratoris volants.
El blanc preferit d'aquests investigadors són les grans tempestes multicel·lulars i supercel·lulars, les quals posseixen grans corrents d'aire ascendent capaços de transportar contaminants volàtils i aire ric en H2O fins a 12000m d'altura. Els estudis en aquesta àrea estan particularment dirigits a la comprensió de com reaccionen determinats agents contaminants, quan es barregen amb els òxids de nitrogen produïts per un llamp, els quals, serveixen per fabricar ozó troposfèric, un gas d'efecte hivernacle que té un fort impacte sobre el clima a aquesta alçada.

En quatre dies de campanya, el passat 19 de maig, els investigadors van trobar el tipus de tempesta que estaven buscant al sud-oest de Cheyenne, al centre d'Oklahoma. D'acord amb l'informe del vol, la cèl·lula de tempesta es va formar ràpidament al voltant de les 5:00pm. A les 5:45pm, el DC-8 del Centre Nacional d'Investigació Atmosfèrica i l'avió Gulfstream-V de la Fundació Nacional de les Ciències, arribaren a l'extrem sud de la tempesta i van començar a prendre mostres.

La imatge que obre aquest article, és una fotografia presa per l'investigador Cantrell Chris quan s'acostava des del sud i mostra clarament l'estructura del núvol de tempesta. En ella apreciem una profunda convecció en el corrent ascendent, siguent la regió de la tempesta on l'aire calent i humit s'eleva ràpidament cap amunt, de vegades a velocitats de fins a 160 quilòmetres per hora.

La capa planera de núvols alts que s'estenen cap a l'exterior, és el núvol de l'enclusa i marca la tropopausa. La tropopausa és el límit entre la capa més baixa de l'atmosfera, on la majoria de vegades l'aire flueix verticalment (troposfera) i una capa superior, on el flux d'aire és principalment horitzontal (l'estratosfera).

La tropopausa es comporta com una paret, desviant el corrent d'aire ascendent i provoca que es propagui cap a l'exterior, modelant la part superior dels núvols fins que adopten la forma típica d'enclusa. No obstant això, quan la convecció és molt gran, aquesta empeny l'aire humit més enllà de la part superior del núvol de tempesta i travessa la tropopausa, creant unes protuberàncies característiques. Aquestes protuberàncies són de curta durada i no gaire marcades, però en les tempestes més fortes tendeixen a persistir durant més temps.


Avió Gulfstream-V. És propietat de la Fundació Nacional de les Ciències i és operat pel Centre Nacional d'Investigacions Atmosfèriques. El Gulfstream-V pot recollir dades de la part superior de les tempestes i de la vora inferior de l'estratosfera, alçades fora de l'abast dels altres avions d'investigació. Font: NASA.


Mentre que el DC-8 va romandre a baixa altura per mesurar el flux d'aire a dins de la tempesta, el Gulfstream-V mesurà el flux d'aire que sortia de la part superior della mateixa. L'avió va fer dues passades a través de l'enclusa i una altre per sobre d'ella. Els instruments del Gulfstream-V van detectar nivells elevats de monòxid de carboni i metà a la part superior de la tempesta., això suggereix que el corrent ascendent aportava contaminants des de la superfície cap a l'alta troposfera. Els instruments a bord del DC-8, per la seva banda, van detectar alts nivells d'aerosols que entraven dins la tempesta, possiblement es tractava del fum que hi havia a l'àrea dels grans incendis que afectaven Mèxic.

A mesura que l'avió feia el mostreig de la tempesta, els satèl·lits estaven observant l'escena des de d'alt. La segona imatge fou captada per una càmera situada a bord del satèl·lit GOES-East, a les 7:15pm del passat 19 de maig. En ella veiem un front de tempestes que s'estén a través d'Oklahoma i Kansas. Si us hi fixeu, els punts negres que sobresurten de les tempestes són els anomenats "overshooting", o cims de tempesta que sobrepassen la tapa de la tropopausa.