La sonda infrarroja atmosférica ( AIRS ) es uno de los seis instrumentos que vuelan a bordo del satélite Aqua de la NASA , lanzado el 4 de mayo de 2002. El instrumento está diseñado para apoyar la investigación climática y mejorar la previsión meteorológica . [1]
AIRS, que trabaja en combinación con su instrumento de microondas asociado, la Unidad de Sondeo Avanzado por Microondas (AMSU-A), observa los ciclos globales del agua y la energía, la variación y las tendencias climáticas , y la respuesta del sistema climático al aumento de los gases de efecto invernadero . AIRS utiliza tecnología infrarroja para crear mapas tridimensionales de la temperatura del aire y de la superficie, el vapor de agua y las propiedades de las nubes. AIRS también puede medir trazas de gases de efecto invernadero como el ozono , el monóxido de carbono , el dióxido de carbono y el metano .
AIRS y AMSU-A comparten el satélite Aqua con el espectrorradiómetro de imágenes de resolución moderada ( MODIS ), el sistema de nubes y energía radiante de la Tierra (CERES) y el radiómetro avanzado de barrido por microondas-EOS (AMSR-E). Aqua es parte del " tren A " de la NASA, una serie de satélites heliosincrónicos de alta inclinación en órbita terrestre baja diseñados para realizar observaciones globales a largo plazo de la superficie terrestre, la biosfera , la Tierra sólida, la atmósfera y el océano. [2]
Los datos de AIRS son gratuitos y están disponibles para el público a través del Centro de Servicios e Información de Datos de Ciencias de la Tierra Goddard. [3] El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, administra AIRS para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington, DC.
El término "sonda" en el nombre de AIRS se refiere al hecho de que el instrumento mide la temperatura y el vapor de agua en función de la altura ( sondeo atmosférico ).
AIRS mide el brillo infrarrojo que proviene de la superficie de la Tierra y de la atmósfera. Su espejo de escaneo gira alrededor de un eje a lo largo de la línea de vuelo y dirige la energía infrarroja desde la Tierra hacia el instrumento. A medida que la nave espacial se mueve, este espejo barre el suelo creando una franja de escaneo que se extiende aproximadamente 800 kilómetros a cada lado de la trayectoria terrestre . Dentro del instrumento, un espectrómetro avanzado de alta resolución separa la energía infrarroja en longitudes de onda .
Cada longitud de onda infrarroja es sensible a la temperatura y al vapor de agua en un rango de alturas en la atmósfera , desde la superficie hasta la estratosfera . Al tener múltiples detectores infrarrojos, cada uno de los cuales detecta una longitud de onda particular, se puede realizar un perfil de temperatura o un sondeo de la atmósfera. Mientras que los instrumentos espaciales anteriores tenían solo 15 detectores, AIRS tiene 2378. Esto mejora enormemente la precisión, haciéndolo comparable a las mediciones realizadas con globos meteorológicos .
Las nubes espesas actúan como un muro para la energía infrarroja medida por AIRS. Sin embargo, los instrumentos de microondas a bordo del Aqua pueden ver a través de las nubes con una precisión limitada. Mediante un algoritmo informático especial , los datos de AIRS y los instrumentos de microondas se combinan para proporcionar mediciones de alta precisión en todas las condiciones de las nubes, lo que da como resultado una instantánea global diaria del estado de la atmósfera. [4]
El AIRS y su sonda de microondas complementaria, AMSU, observan toda la columna atmosférica desde la superficie de la Tierra hasta la parte superior de la atmósfera. Los datos principales que proporcionan son el espectro infrarrojo en 2378 frecuencias individuales. El espectro infrarrojo es rico en información sobre numerosos gases en la atmósfera.
El principal logro científico de AIRS ha sido mejorar la predicción meteorológica y proporcionar nueva información sobre el ciclo del agua y la energía. El instrumento también proporciona información sobre varios gases de efecto invernadero importantes .
Pronóstico del tiempo y del clima
Los datos de AIRS son utilizados por centros de pronóstico meteorológico de todo el mundo. Al incorporar mediciones de AIRS en sus modelos , los pronosticadores han podido extender los pronósticos meteorológicos confiables de mediano plazo por más de seis horas. [5] Los datos de AIRS también han mejorado los pronósticos de la ubicación y magnitud de las tormentas previstas.
Los perfiles de temperatura y vapor de agua de AIRS están disponibles en tiempo real para los meteorólogos regionales, proporcionando mediciones meteorológicas dos veces al día para todo el Océano Pacífico, una por la mañana y otra por la tarde.
Las mediciones del AIRS forman una "huella digital" del estado de la atmósfera en un momento y lugar determinados que puede utilizarse como registro de datos climáticos para las generaciones futuras. Se han convertido en herramientas importantes para comprender el clima actual y aumentar la capacidad de predecir el futuro.
Composición atmosférica, gases de efecto invernadero y calidad del aire
AIRS cartografía la concentración de dióxido de carbono y metano a nivel mundial. Su capacidad para proporcionar observaciones simultáneas de la temperatura atmosférica de la Tierra, el vapor de agua, la temperatura de la superficie del océano y la temperatura de la superficie terrestre y la emisividad espectral infrarroja, así como la humedad, las nubes y la distribución de los gases de efecto invernadero, convierte a AIRS/AMSU en un instrumento espacial muy útil para observar y estudiar la respuesta de la atmósfera al aumento de los gases de efecto invernadero.
El instrumento puede detectar emisiones de monóxido de carbono provenientes de la quema de materiales vegetales y desechos animales por parte de los seres humanos en las selvas tropicales y las grandes ciudades. Puede seguir las columnas gigantes de este gas que se desplazan por el planeta a partir de estas grandes quemas, lo que permite a los científicos monitorear mejor los patrones de transporte de la contaminación.
AIRS ofrece una vista global en 3D diaria de la capa de ozono de la Tierra , que muestra cómo se transporta el ozono. El instrumento también ofrece a los científicos la mejor visión del ozono atmosférico en la región antártica durante el invierno polar.
AIRS también puede identificar concentraciones de dióxido de azufre y polvo. [6]
Este artículo incorpora material de dominio público de How Airs Works. Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio . (y otros artículos).