Sonda infrarroja atmosférica

El radiómetro infrarrojo atmosférico ( AIRS ) es uno de los seis instrumentos 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 predicción meteorológica . ^{[ 1 ]}

En combinación con su instrumento de microondas asociado , la Unidad Avanzada de Sondeo por Microondas (AMSU-A), AIRS 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 gases de efecto invernadero traza 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 exploración de microondas-EOS (AMSR-E). Aqua forma parte del " A-train " de la NASA, una serie de satélites de alta inclinación y órbita sincrónica con el Sol 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 Información y Servicios 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, D.C.

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 emana de la superficie terrestre y de la atmósfera. Su espejo de escaneo gira alrededor de un eje paralelo a la trayectoria de vuelo y dirige la energía infrarroja de la Tierra hacia el instrumento. A medida que la nave espacial avanza, este espejo barre el terreno, 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 contar con múltiples detectores infrarrojos, cada uno de los cuales detecta una longitud de onda específica, se puede obtener un perfil de temperatura o un sondeo de la atmósfera. Mientras que los instrumentos espaciales anteriores solo tenían 15 detectores, AIRS cuenta con 2378. Esto mejora enormemente la precisión, haciéndola comparable a las mediciones realizadas por globos meteorológicos .

Las nubes densas actúan como una barrera para la energía infrarroja medida por AIRS. Sin embargo, los instrumentos de microondas a bordo de Aqua pueden ver a través de las nubes con una precisión limitada. Mediante un algoritmo informático especial , se combinan los datos de AIRS y los instrumentos de microondas para proporcionar mediciones de alta precisión en todas las condiciones de nubosidad, lo que da como resultado una instantánea global diaria del estado de la atmósfera. ^{[ 4 ]}

AIRS y su sonda de microondas complementaria, AMSU, observan toda la columna atmosférica, desde la superficie terrestre 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 presentes 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 aporta información sobre varios gases de efecto invernadero importantes .

Pronóstico del tiempo y del clima

Los datos de AIRS son utilizados por los centros de predicción meteorológica de todo el mundo. Al incorporar las mediciones de AIRS en sus modelos , los meteorólogos han podido extender los pronósticos meteorológicos fiables a medio plazo en más de seis horas. ^{[ 5 ]} Los datos de AIRS también han mejorado los pronósticos de la ubicación y la 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 vez por la mañana y otra por la tarde.

Las mediciones de AIRS conforman 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 mejorar 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 terrestre, el vapor de agua, la temperatura de la superficie oceánica y terrestre, así como la emisividad espectral infrarroja, 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 estos gases.

El instrumento puede detectar las emisiones de monóxido de carbono provenientes de la quema de materia vegetal y desechos animales por parte de los humanos en selvas tropicales y grandes ciudades. Puede rastrear las enormes columnas de este gas que se desplazan por el planeta desde estas grandes quemas, lo que permite a los científicos monitorear mejor los patrones de transporte de la contaminación.

AIRS proporciona una visión global diaria en 3D de la capa de ozono de la Tierra , mostrando cómo se transporta el ozono. El instrumento también ofrece a los científicos la mejor visión que han tenido del ozono atmosférico en la región antártica durante el invierno polar.

AIRS también es capaz de 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).

• Página principal de AIRS en JPL
• AIRS/AMSU/HSB en la misión acuática
• Sistema de Observación de la Tierra de la NASA
• Página de ciencia del proyecto acuático
• Cambio climático global: La mirada de la NASA a la Tierra. Archivado el 14 de diciembre de 2012 en Wayback Machine .
• Observatorio Terrestre de la NASA