Os furacões são uma daquelas forças da natureza que só podem ser totalmente capturadas por imagens de satélite. Para o furacão Frances, atualmente trovejando em direção à costa dos Estados Unidos, o Envisat da ESA está melhorando, olhando através do furacão de cima para baixo, até ajudando a 'ver' sob as ondas para mapear forças ocultas que alimentam a tempestade.
Enquanto seus ventos de 235 km por hora passavam nas Bahamas, Frances estava indo para terra firme na costa da Flórida algum tempo no sábado, e três quartos de milhão de americanos estão no processo de evacuar suas casas. Esperar e vigiar Frances pode ser suicida para os seres humanos, mas observadores espaciais como o Envisat observam sua passagem sem perigo.
"Devido à capacidade multi-sensor do Envisat, podemos atravessar o furacão com apenas um único satélite", explicou Jos? Achache, Diretor de Programas de Observação da Terra da ESA.
“Efetivamente, Frances é desmontada para os meteorologistas estudarem. Os dados retornados pela Envisat incluem estrutura e altura das nuvens no topo do furacão, campos de vento e ondas no fundo, temperatura da superfície do mar e até anomalias na altura do mar indicativas das condições térmicas do oceano superior que influenciam sua intensidade. ”
Processos importantes ocorrem em várias altitudes e locais ao longo de um furacão - basicamente, uma grande tempestade poderosa centrada em torno de uma zona de extrema pressão baixa.
Ventos fortes de superfície de baixo nível e faixas de precipitação intensa combinam-se com fortes correntes ascendentes e saídas de ar úmido em altitudes mais altas, com energia liberada como tempestades chuvosas. Até agora, a única fonte confiável de tais medições de alta resolução em diferentes altitudes era de aeronaves que voavam diretamente através do furacão.
O Envisat carrega instrumentos ópticos e de radar, permitindo que os pesquisadores observem a estrutura e a pressão das nuvens de alta atmosfera no espectro visível e infravermelho, ao mesmo tempo em que usam o retrodispersor do radar para medir a rugosidade da superfície do mar e, assim, derivar os campos de vento logo acima. isto.
Esses ventos convergindo para o olho de baixa pressão da tempestade são os que determinam os padrões de nuvens em espiral que são característicos de um furacão.
Cientistas da Flórida começaram a tirar proveito dessa combinação única de instrumentos de espaçonave única? o espectrômetro de imagem de média resolução (MERIS) e o radar de abertura sintética avançada (ASAR)? como a temporada de furacões entra em pleno andamento.
A estação terrestre do Centro de Sensoriamento Remoto Avançado Tropical do Sudeste da Universidade de Miami (CSTARS) tem um acordo para adquirir dados ASAR e MERIS diretamente da Envisat, com os dados do difusômetro de vento ERS-2 a serem seguidos no futuro próximo. Seu acesso aos dados do Envisat chegou no momento em que o segundo furacão em menos de um mês se aproxima da costa da Flórida.
"Com o MERIS e o ASAR, o Envisat pode imaginar o oceano e a atmosfera praticamente ao mesmo tempo, o que é uma capacidade muito útil durante a temporada de furacões", disse Hans Graber, professor de física marinha aplicada na Universidade de Miami e co-diretor do CSTARS.
Enquanto o MERIS retorna detalhes sobre as nuvens rodopiantes no topo do furacão, o ASAR atravessa as nuvens para mostrar a face do mar devastada pelo vento sob a tempestade.
"Especificamente em termos de Frances, o olho do furacão parece estar rolando muito agora do alto das nuvens, parecendo bastante instável, as informações de uma imagem do ASAR devem ajudar a localizar seu tamanho e posição no oceano", Graber disse. “E os campos de vento ao redor da parede do olho podem ser derivados dos dados do ASAR? No momento, tudo o que precisamos fazer são medições dos aviões caçadores de furacões que voam através da tempestade. ”
As aquisições simultâneas do MERIS e do ASAR estão planejadas para sexta-feira pela CSTARS, mesmo quando a tempestade se aproxima da queda prevista na manhã seguinte.
“Nossa atividade atual é semelhante à de um abalo? estamos investigando como isso pode ser usado ", acrescentou Graber. “Nosso objetivo final é fazer com que isso funcione operacionalmente durante a temporada de furacões. Temos um acordo para usar dados de radar da Agência Espacial Canadense e também temos acesso a outros recursos de satélite para uma alta cobertura temporal da região afetada.
"Existe o potencial de extrair uma grande quantidade de informações úteis que podem ajudar o Centro Nacional de Furacões dos EUA a aumentar a precisão de suas previsões de furacões e reduzir o perigo para o público".
Outro instrumento a bordo do Envisat está sendo usado para medir a temperatura de Frances, tanto na superfície do oceano quanto nas alturas de suas altas nuvens.
As temperaturas da água são o principal reservatório de energia subjacente que abastece Frances; juntamente com as condições atmosféricas corretas, eles precisam exceder 26 ° C para formar e manter um ciclone tropical. O Radiômetro de varredura avançada ao longo da pista da Envisat (AATSR) funciona como um termômetro espacial, adquirindo a temperatura da superfície do mar em uma fração de grau.
Enquanto isso, o AATSR também retorna dados atmosféricos úteis, medindo a temperatura do topo das nuvens de furacões? quanto mais alto eles se estendem para a atmosfera, mais frios são - e também derivam seu conteúdo de gelo.
"Produzimos uma imagem combinada de temperatura da superfície do mar e temperatura da nuvem do AATSR, que mostra que a temperatura da superfície do mar é tão alta quanto 29 ° C na área", observou Carsten Brockmann, da Brockmann Consult, empresa alemã que processa o furacão MERIS e AATSR imagens. "Essa combinação de dois sensores fornece muitas informações aos meteorologistas para ajudá-los a entender a dinâmica do furacão e prever melhor seu desenvolvimento".
As informações do AATSR podem ser correlacionadas com a altura e o desenvolvimento da nuvem de dados MERIS para obter uma boa estimativa do potencial de precipitação do furacão e melhorar a compreensão de como isso se relaciona à sua intensidade geral. A condensação do vapor de água libera calor latente, que aquece a vizinhança do olho do furacão. Por sua vez, evapora mais água da superfície e alimenta o motor térmico que alimenta o furacão.
Estudando profundezas ocultas que alimentam a tempestade
A energia térmica da água quente, que parcialmente alimenta um furacão, é conhecida como potencial de calor do ciclone tropical (TCHP).
Recursos oceânicos, como anéis quentes, redemoinhos e a corrente do Golfo, representam uma fonte de fluxos de calor aprimorados para a atmosfera que podem causar o fortalecimento de ciclones tropicais, como furacões.
As águas quentes podem se estender a pelo menos 100 metros abaixo da superfície em muitas dessas características oceânicas, representando águas com alto teor de calor. Vários furacões se intensificaram quando suas trilhas passam por redemoinhos ou outras massas de água quente com altos valores de TCHP.
Por exemplo, em 1995, o furacão Opal se intensificou repentinamente no Golfo do México após passar por um anel quente com valores de TCHP de até seis vezes o limiar para sustentar um ciclone tropical.
Anteriormente, os pesquisadores usavam apenas a temperatura da superfície do mar para estimar o papel das condições térmicas do oceano superior na intensificação dos furacões. O problema disso é que a temperatura da superfície do mar medida pelo AATSR ou por instrumentos de satélite comparáveis pode não mostrar por si só essas características quentes do oceano superior, particularmente durante os meses de verão nas regiões tropicais.
No passado, essas características do alto oceano não eram vistas pelos sensores de temperatura baseados em satélite porque são efetivamente camufladas sob uma camada muito rasa e estável de água mais quente.
As forças eólicas do ciclone tropical corroem facilmente essa fina camada superior misturando as águas superiores a profundidades que podem descer até 100 metros, dando aos ciclones tropicais o potencial de absorver a energia térmica do oceano, se as condições forem apropriadas. Agora, estimativas de TCHP baseadas em observações de satélite da temperatura e altura da superfície do mar podem detectar esses recursos.
Os pesquisadores Gustavo Goni, Joaquin Trinanes e Peter Black, do Laboratório Oceanográfico e Meteorológico Atlântico da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica dos EUA (NOAA / AOML) estão trabalhando nesta metodologia original para detectar essas massas de água quente e calcular seus valores de potencial de calor do ciclone tropical usando vários sensores de satélite, incluindo um no Envisat.
“Esses recursos hídricos são críticos para identificar regiões com altos valores de TCHP que podem potencialmente contribuir para a intensificação de um furacão?”, Explicou Goni. “Essas regiões com altos valores de TCHP fornecem aos furacões a oportunidade de absorver muito mais energia térmica, se as condições gerais forem adequadas. Minha pesquisa está aproveitando o fato de que essas massas de água quente causam uma elevação na altura do oceano de até 30 cm. Tais anomalias na altura do mar podem ser mapeadas com dados do altímetro de radar baseados no espaço. ”
Os altímetros de radar, como o instrumento Radar Altimeter-2 no Envisat, disparam centenas de pulsos de radar na Terra a cada segundo e, ao cronometrar seu retorno no nanossegundo, podem medir a altura do mar com uma precisão máxima de dois centímetros, a centenas de quilômetros acima do nível do mar. Terra.
O Laboratório de Pesquisa Naval dos EUA (NRL) combina dados do Envisat RA-2 com dados de altímetros de radar semelhantes a bordo dos satélites Jason-1 e GFO para aprimorar a precisão geral e a cobertura espacial e temporal, formando a fonte de produtos de altimetria que, por sua vez, formam a base para os mapas produzidos pelo NOAA / AOML do potencial de calor do ciclone tropical que descreve as condições térmicas do oceano superior, mostrados aqui sobrepostos à trilha do furacão Frances até agora.
“No momento, eu uso este produto apenas para fins de pesquisa, fornecendo uma melhor compreensão da vida de um furacão. No entanto, produtos análogos estão sendo produzidos e usados operacionalmente para previsão pelo National Hurricane Center ”, concluiu Goni.
Os produtos de velocidade do vento e altura das ondas baseados em altimetria também são distribuídos pela empresa francesa Collecte Localization Satellites (CLS) e podem revelar características da superfície do mar relacionadas à presença de furacões.
Envisat resultados a serem revelados
Lançado em março de 2002, o satélite Envisat da ESA é um meio extremamente poderoso de monitorar o estado do nosso mundo e o impacto das atividades humanas sobre ele. O Envisat carrega dez instrumentos sofisticados para observar e monitorar a atmosfera, a terra, os oceanos e as calotas polares da Terra, mantendo a continuidade das missões ERS da Agência iniciadas em 1991.
Após dois anos e meio em órbita, mais de 700 cientistas de 50 países estão prestes a se reunir em um simpósio em Salzburgo, na Áustria, para revisar e discutir os primeiros resultados dos satélites e apresentar suas próprias atividades de pesquisa com base nos dados do Envisat.
A partir de segunda-feira, o Simpósio Envisat abordará quase todos os campos da ciência da Terra, incluindo química atmosférica, estudos costeiros, radar e interferometria, ventos e ondas, vegetação e agricultura, deslizamentos de terra, riscos naturais, poluição do ar, cor do oceano, derramamentos de óleo e gelo .
Mais de 650 trabalhos estão sendo apresentados no Simpósio, selecionados por revisão por pares. As apresentações incluirão resultados sobre o derramamento de óleo Prestige, os incêndios florestais do ano passado em Portugal, as inundações do Elba em 2002, a evolução do buraco na camada de ozônio na Antártica, o terremoto de Bam e a poluição na Europa.
Numerosas demonstrações estão previstas durante a semana na área de exposições da ESA. Também está prevista uma exposição de consórcio industrial sobre a iniciativa conjunta de monitoramento global da ESA e da Comissão Europeia para o ambiente e a segurança (GMES).
Fonte original: Comunicado de imprensa da ESA
