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Cortesía de la Institución Oceanográfica Scripps, UC San Diego
Encontrando respuestas en las nubes
Si recientemente hubiese tenido la suerte de pasar tiempo en los Maldives, una colección de islas tropicales en el Océano Índico central, hubiera visto una colección de minúsculos aviones volando sobre usted. Con una envergadura aproximada de ocho pies y un peso menor a las 50 libras, se pofrían confundir con aviones teledirigidos. Pero estos aviones no son juguetes o pasatiempos, son sofisticados vehículos aéreos autónomos sin tripulación (AUAV) que suministran a los científicos importante información sobre cómo la contaminación atmosférica genera el calentamiento del planeta.
Hace aproximadamente dos años, un consorcio de investigación dirigido por el Profesor V. Ramanathan del Instituto de Oceanografía Scripps, de la Universidad de California, San Diego, comenzó a usar los AUAV en Maldive. La semana pasada, el equipo publicó un estudio en las Actas de la Academia de Nacional de Ciencias e resaltando algunos de sus resultados.
Los Maldives son un buen lugar para observar un fenómeno conocido como nubes marrones, o plumas muy grandes de contaminación atmosférica que forman neblinas cargadas de partículas y nubes cúmulo. Las nubes marrones se pueden formar de manera natural durante grandes incendios forestales , por ejemplo, pero hoy hay varias nubes marrones artificiales generadas por el hombre, que duran virtualmente todo el año a medida que la actividad humana genera contaminación de centrales eléctricas, automóviles, fábricas y otras fuentes. Las grandes plumas viajan muy alto en la atmósfera , donde los vientos predominantes los desplazan a grandes distancias. En el caso de las Maldives, la actividad humana en el subcontinente de la India genera una gran nube marrón que se posa sobre las islas, lo cual da a los científicos una oportunidad para observarlas .
Para V. Ramanathan, científico de Scripps que investiga estas nubes marrones, el problema era cómo observarlas de adentro hacia afuera. Ramanathan y sus colegas quisieron entender mejor cómo la contaminación altera al albedo de la Tierra, la cantidad de luz del Sol que se refleja de vuelta al espacio. El albedo afecta la temperatura de la Tierra, patrones de los estados del tiempo y el clima global.
"Estamos interesados en encontrar el efecto de iluminación de esta contaminación sobre el planeta", señaló Ramanathan. Los satélites ofrecen una vista superior y las observaciones desde Tierra ofrecen cierta información, pero para entender el nivel del albedo en estas nubes marrones, el mejor método es volar dentro de ellas mediante instrumentos sofisticados. Aviones piloteados pueden hacer el trabajo, pero el costo podría oscilar entre $5.000 a $10.000 por hora, limitando en gran medida la cantidad de tiempo disponible para recolectar información.
Aparece el Manta AUAV. Construido por Investigación de Cerámica Avanzada de Tucson, Ariz., estos AUAV llevan a bordo paquetes de instrumentos en miniatura desarrollados por los miembros del equipo de Ramanathan, incluyendo Greg Roberts, M V Ramana y Craig Corrigan. Estos instrumentos son capaces de medir la radiación solar, tamaño de una gota, concentraciones de partículas, turbulencia, humedad y temperatura. El avión puede mantenerse aerotransportado durante varias horas, recorrer cientos de millas y ascender hasta 15 000 pies. También son substancialmente más baratos de perar que los aviones tripulados, lo que significa que estos pueden hacer más vuelos y realizar más observaciones.
En los experimentos de Maldives, cada vuelo de AUAV consistió de tres vuelos de aviones en una formación paralela a diversas altitudes. Esto permitió que los investigadores pudieran observar niveles de albedo sobre las nubes y conectar las variaciones observadas en el albedo de las nubes a variaciones en las propiedades de las nubes, captadas por el segundo vuelo de los UAV que voló a través de las nubes y de las partículas de contaminación que entran en las nubes, vistas desde abajo por un tercer vuelo de UAV volando por debajo las nubes. Durante el vuelo, los AUAVs siguieron un patrón de vuelo ya previsto, pero un piloto en tierra también podría dirigir el avión principal mediante alimentación de vídeo en vivo en diversas áreas de las nubes. Los otros dos AUAV segurían automáticamente el avión líder.
Estas nuevas capacidades han conllevado a importantes conocimientos de cómo la contaminación atmosférica afecta nuestro tiempo y clima. Por ejemplo, el equipo descubrió que los crecientes niveles de contaminación atmosférica han aumentado el albedo de la atmósfera en una cantidad significativa, lo que resulta en más cantidad de luz solar reflejada nuevamente de vuelta al espacio. Esta investigación ayudará a crear modelos de clima más exactos. También sugiere que la contaminación atmosférica está evitando algo del impacto del calentamiento del planeta y manteniene al planeta algo más fresco. Además, sugiere que a medida que se reduce la contaminación atmosférica, que causa serios problemas de salud , el clima global se calentará aún más.
Ramanathan cree que los resultados muestran la necesidad de investigación adicional en la relación existente entre la contaminación atmosférica y el cambio de clima, y que el uso de sensores automatizados sin tripulación son una herramienta de gran alcance para poder llevar a cabo esta investigación. El equipo de Scripps planea utilizar AUAV para estudiar la contaminación atmosférica en California meridional y la atmósfera de la costa de China durante los próximos Juegos Olímpicos.
"Nuestro trabajo en Maldivesno llevó a pensar en medidas robóticas como la manera de hacerlo en futuro", explicó, "excepto que es aquí y ahora".
-NSF-
