Cómo las megasequías pueden afectar a la atmósfera superior de la Tierra

Hace más de 30 años, Chester Gardner del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la UIUC y Chiao-Yao She del Departamento de Física de la Universidad Estatal de Colorado se unieron para estudiar la atmósfera media de la Tierra. Usando un radar láser de resonancia de sodio (lidar), Gardner y She desarrollaron y demostraron una nueva técnica importante para medir los perfiles de temperatura en la atmósfera superior de la Tierra.

Posteriormente, pudieron observar cambios en las ondas de gravedad de la atmósfera superior en dos lugares (Albuquerque, Nuevo México y Ft. Collins, Colorado) durante un período de 20 años. Sus resultados, que describen cómo cambiaron las olas después del inicio de la sequía, se han publicado en Geophysical Research Letters.

En 1994, un equipo dirigido por Gardner instaló un sistema lidar en un gran telescopio en Starfire Optical Range en las afueras de Albuquerque, NM en la Base de la Fuerza Aérea de Kirtland. El sistema lidar midió la temperatura y los vientos en la atmósfera superior, utilizando sodio atómico como especie objetivo hasta finales de 2000. Las partículas de polvo cósmico que se vaporizan en la atmósfera terrestre son la fuente de este sodio atómico. Usando un rayo láser, el sodio atómico se puede excitar y hacer que brille.

Un telescopio en tierra recoge la luz retrodispersada de la fluorescencia de sodio y los ordenadores procesan esa información para derivar perfiles de densidad de sodio, temperatura y velocidad del viento radial. El equipo de ella en CSU hizo observaciones similares en Ft. Collins, CO, y finalmente compiló un extenso conjunto de datos que abarcó 20 años, desde 1990 hasta 2010.

Megasequías y ondas en niveles muy altos

El descubrimiento de los cambios en la actividad de las ondas durante la megasequía fue un subproducto afortunado de otras investigaciones. Los investigadores estaban estudiando cómo fluctuaban la temperatura y los vientos en la atmósfera superior debido a las ondas generadas en la atmósfera inferior y se sorprendieron al encontrar cambios considerables en la actividad de las ondas de gravedad después del inicio de la sequía.

"Nunca esperábamos hacer observaciones que arrojaran una idea de cómo una sequía podría afectar la atmósfera superior de la Tierra", dice Gardner.

Después de echar un vistazo a los datos de Gardner de Albuquerque y los datos de She de Ft. Collins, lo que encontraron fue una reducción significativa (~30%) en la actividad de las ondas después de que comenzó la sequía. Los cambios en la actividad de las ondas de gravedad pueden estar relacionados con la generación reducida de ondas por las tormentas troposféricas durante la megasequía y con una distribución geográfica alterada de los eventos de precipitación en el oeste y el medio oeste de los Estados Unidos. En pocas palabras, menos precipitación significa menos tormentas, por lo que las tormentas generan menos ondas.

Referencia

Signature of the Contemporary Southwestern North American Megadrought in Mesopause Region Wave Activity. Chester S. Gardner, Chiao-Yao She. Geophysical Research Letters. https://doi.org/10.1029/2022GL100569