En un artículo publicado en Cartas de investigación geofísica, los investigadores han descubierto que las turbulencias en la termosfera exhiben las mismas leyes físicas que el aire en la atmósfera inferior. Además, el aire en la termosfera gira principalmente en dirección ciclónica: gira en el sentido de las agujas del reloj en el hemisferio norte y en el sentido contrario a las agujas del reloj en el hemisferio sur.
Los resultados revelan un nuevo principio unificador para los diversos ecosistemas de la Tierra y podrían mejorar potencialmente las predicciones futuras del clima terrestre y espacial.
En un momento u otro nos hemos sintonizado para ver las últimas predicciones meteorológicas y, si bien nos dan una buena idea de nuestras condiciones ambientales diarias, las investigaciones que estudian cómo circula el aire en la Tierra son muy complejas.
“A un nivel fundamental, estudiamos la interacción de la energía cinética en la atmósfera en diferentes tamaños y escalas, principalmente en forma de viento y turbulencia. Durante décadas, una gran cantidad de datos nos ha proporcionado información sobre cómo esta energía fluye y La disipación afecta al clima en la troposfera, la capa más baja de la atmósfera”, explica el profesor de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Kyushu, Heuxen Liu, que dirigió la investigación. “Mi investigación se centra en los movimientos en la atmósfera superior, particularmente en la termosfera, donde exploramos las leyes relevantes que gobiernan la dinámica y el flujo de energía en esta región”.
La termosfera es la parte de la atmósfera que se encuentra aproximadamente entre 80 y 550 km sobre el nivel del mar y a menudo se la conoce como la puerta de entrada al espacio. Esta es una región importante para las operaciones espaciales y es donde encontrará la Estación Espacial Internacional y la mayoría de los satélites. También es donde se forman las auroras.
Liu colaboró con el Dr. Facundo L. Poblet, meteorólogo del Instituto Leibniz de Física Atmosférica de la Universidad de Rostock, cuyo trabajo se centra en la dinámica y las turbulencias en la atmósfera por debajo de los 100 km de altitud.
“Mi investigación se centra en la física espacial y quería ver si podíamos aplicar sus métodos meteorológicos a nuestro ámbito de investigación”, explica Liu.
El equipo analizó datos de viento termosférico de dos satélites, el Challenging Mini-satellite Payload (CHAMP) y el Gravity Field and Steady State Ocean Circulation Explorer (GOCE). Con los datos, el equipo calculó la función estructural de tercer orden del viento, una cantidad estadística que proporciona información sobre la turbulencia subyacente. Para su sorpresa, descubrieron que la termosfera exhibe una ley de escala similar a la de la atmósfera inferior.
“Esto significa que tanto la termosfera como la troposfera, a pesar de su diferente composición y dinámica atmosférica, siguen las mismas leyes físicas. La forma en que se forman y disipan las turbulencias en estas dos regiones es muy similar”, continúa Leo.
A pesar de los notables avances en la comprensión de la termosfera, la compleja interacción de la turbulencia sigue siendo en gran medida difícil de alcanzar, y el equipo se complace de que sus hallazgos arrojen nueva luz sobre este aspecto pasado por alto de la dinámica del espacio cercano.
“Al igual que la predicción del tiempo atmosférico, comprender la distribución de energía en la termosfera es esencial para avanzar en nuestra comprensión de la dinámica espacial”, concluye Liu. “Esperamos que estos hallazgos puedan usarse para mejorar el pronóstico del clima espacial y garantizar la funcionalidad y seguridad continuas de las tecnologías basadas en satélites esenciales para la vida cotidiana”.
