Ozono

El 9 de febrero, un instrumento de medición de ozono en el satélite NOAA-21 abrió sus puertas y, aproximadamente una semana después, capturó su primera imagen global desde el lanzamiento del satélite el 10 de noviembre. Ozone Mapping and Profiler Suite (OMPS) consiste en un conjunto de tres sensores que son vitales para monitorear la capa de ozono de la Tierra y rastrear su recuperación a medida que disminuyen las cantidades de sustancias químicas que agotan el ozono atmosférico.

La imagen superior muestra el ozono total en la atmósfera distribuido por todo el mundo. Los niveles más altos de ozono se concentran cerca del Polo Norte, lo cual es típico para esta época del año.

La imagen de arriba (Figura 2) muestra un mosaico global de observaciones, tomadas el 17 de febrero por el Nadir Mapper del instrumento. Las radiaciones más altas están asociadas con las cimas de las nubes brillantes. El canal de reflectividad de la nube es uno de los cinco canales principales utilizados para estimar la concentración total de ozono.

El mismo día, el OMPS de NOAA-21 también detectó aerosoles volcánicos que quedaron del enorme volcán submarino Hunga Tonga que comenzó a entrar en erupción con fuerza en el Pacífico Sur hace un año, arrojando vapor de agua y dióxido de azufre a la estratosfera (consulte la figura 3).

OMPS se diseñó originalmente para medir el ozono en la atmósfera, lo que protege a los humanos y otras formas de vida en la Tierra de los efectos nocivos de la radiación ultravioleta.

"El objetivo era poder realizar mediciones muy precisas del ozono en escalas de tiempo prolongadas", dijo Glen Jaross, científico del instrumento OMPS para el Sistema de Satélites Polares Conjuntos (JPSS) de la NOAA. "Queremos ser capaces de medir los cambios de ozono en un porcentaje o mejor en una escala de tiempo de 10 años".

Con el tiempo, las capacidades del instrumento OMPS se han ampliado para incluir otros aerosoles, como el humo de los incendios forestales y el dióxido de azufre y las cenizas de los volcanes.

OMPS también puede capturar la estructura de la nube de eventos climáticos severos. Las tres imágenes de arriba (Figura 4), fueron tomadas el 18 de febrero de 2023, sobre una tormenta tropical en el Océano Índico. La imagen de la izquierda es del instrumento OMPS de NOAA-21 y la imagen de la derecha es de OMPS en NOAA-20. La estructura de la nube es más claramente visible desde OMPS en el satélite NOAA-21 en comparación con NOAA-20 y Suomi NPP. Esto se debe a la resolución espacial mejorada del último instrumento.

La NASA comenzó a medir el ozono desde el espacio en 1970, poco antes de que los científicos descubrieran que los químicos dañinos llamados clorofluorocarbonos, o CFC, resultan en un peligroso agotamiento del ozono atmosférico. A mediados de la década de 1980, los científicos descubrieron un agujero en el ozono en la estratosfera sobre la Antártida. Un esfuerzo global para prohibir estos gases ha resultado en la estabilización de los niveles de ozono en las últimas tres décadas, con mediciones recientes que indican que los niveles de ozono están comenzando a aumentar.

Los instrumentos OMPS, que también vuelan en los satélites hermanos de NOAA-21, NOAA-20 y Suomi-NPP del Sistema de Satélite Polar Conjunto de NOAA, junto con un instrumento a bordo del satélite Aura, mostraron que entre el 7 de septiembre de 2022 y el 13 de octubre de 2022 , el agujero de ozono antártico había alcanzado un área promedio de 8,9 millones de millas cuadradas, un área ligeramente más pequeña que el año pasado, continuando con una tendencia a la baja.

La semana pasada, los ingenieros enviaron un comando a OMPS, dirigiendo un mecanismo para abrir las puertas del sensor nadir y limb, según Natalie Ciampa, gerente de instrumentos de OMPS para JPSS. Esto permitió que el instrumento comenzara a recopilar datos.

OMPS detecta lo que se conoce como luz "retrodispersada" de la atmósfera. Esa es la luz del sol que se refleja en la atmósfera o en la superficie de la Tierra. OMPS hace esto mirando al sol y midiendo la señal solar directa y luego girando hacia la Tierra para medir la fracción de esa señal que se refleja.

Piense en la Tierra como un láser que brilla en una bola de discoteca, dijo Jaross. El sol es como un láser, y todos los destellos son luz reflejada por la Tierra. "Y OMPS está ahí afuera, y está captando toda esa luz".

El OMPS mide el ozono atmosférico de dos formas: cartografiando el ozono total sobre el globo con el Nadir Mapper y sondeando la atmósfera verticalmente para recopilar mediciones precisas a diferentes altitudes con el Nadir Profiler y el Limb Profiler. El instrumento nadir (NM) de la suite, operado por la NOAA, apunta directamente hacia la Tierra, y el instrumento limb (LP), operado por la NASA, mide desde un ángulo. Y esta última versión de NOAA-21 tiene algunas mejoras.

La resolución espacial del instrumento de mapeo OMPS de NOAA-21 ha mejorado. Mientras que la huella nadir del satélite Suomi-NPP era de aproximadamente 30 por 30 millas, la resolución en NOAA-21 OMPS ahora puede medir aproximadamente 6 por 6 millas. El último instrumento también brinda la capacidad de medir el dióxido de nitrógeno, un precursor del ozono troposférico, el ingrediente principal del smog. Esto no debe confundirse con el ozono estratosférico alto en la atmósfera que protege a los humanos y otras formas de vida contra los rayos ultravioleta.

"Cuantificar estas especies atmosféricas es importante por una variedad de razones, incluido el monitoreo de la capa de ozono y sus interacciones con el cambio climático, el seguimiento del dióxido de azufre volcánico y las cenizas para la seguridad del tráfico aéreo, y la identificación de las fuentes y los niveles de contaminación para las evaluaciones generales de salud de la calidad del aire". dijo el científico del programa JPSS Satya Kalluri.

Juntos, la NOAA y la NASA supervisan el desarrollo, lanzamiento, prueba y operación de todos los satélites en el programa del Sistema Conjunto de Satélites Polares. NOAA financia y administra el programa, las operaciones y los productos de datos. En nombre de la NOAA, la NASA desarrolla y construye los instrumentos, la nave espacial y el sistema terrestre, y lanza los satélites que opera la NOAA.