De Polvo Africano a Tormentas del Atlántico: Misión CPEX-CV de NASA Encuentra Claves sobre Cómo se Forman los Huracanes.

Una capa de polvo se posó encima de una nube, vista desde la ventana del Laboratorio Aéreo DC-8. Crédito: NASA/Kris Bedka

La misión CPEX-CV de la NASA en septiembre de 2022 recopiló datos extensos sobre las etapas tempranas de la formación de huracanes frente a la costa noroeste de África, proporcionando una idea de cómo interactúan el polvo, la humedad, las nubes y el océano para influir en el desarrollo de tormentas. Se espera que estos datos públicos, que incluyen perfiles detallados de elementos meteorológicos y documentación de un importante evento de polvo, ayuden significativamente a la investigación y pronóstico del tiempo en el futuro.

Cuando el polvo que se levanta de las regiones del Sahel y el Sahara de África se mezcla con nubes tropicales, crea lo que se conoce como una "perturbación" lluviosa en el este del Atlántico. Estas perturbaciones son huracanes en su forma más joven y, al viajar por el océano, pueden disiparse o convertirse en poderosas tormentas.

Para estudiar estas tormentas infantiles, un grupo de científicos de la NASA pasó un mes en septiembre de 2022 volando frente a la costa noroeste de África a bordo del avión de investigación DC-8 de la NASA. Cada día, el equipo despegaba desde Cabo Verde, una nación insular de la costa oeste de África, registrando aproximadamente 100 horas en total. La misión, conocida como el Experimento de Procesos Convectivos - Cabo Verde (CPEX-CV), publicó sus datos públicamente el 1 de abril.

El 22 de septiembre de 2022, la campaña CPEX encontró y midió uno de los eventos de polvo más grandes que la NASA ha muestreado. Mientras el Laboratorio Aéreo DC-8 recopilaba datos con sus instrumentos, el Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) adherido a la nave espacial Suomi NPP capturó el evento desde el espacio, como se muestra arriba. Crédito: NASA

El equipo CPEX-CV operó del 1 al 30 de septiembre de 2022. Utilizando lidares, radares, radiómetros y sondas caída de última generación, tubos ligeros de 11 pulgadas equipados con un paracaídas que se caen del avión para medir el viento, la temperatura y la humedad, los científicos capturaron y registraron datos para cada vuelo. Este mes, los equipos de instrumentos han enviado los datos a sus respectivos centros de archivo de datos de la NASA, el Centro de Datos de Ciencias Atmosféricas de la NASA y el Centro de Recursos Hidrometeorológicos Globales.

Los motores de la aeronave DC-8 son visibles a través de la ventana del pasajero. Cada día, el equipo despegaba desde Cabo Verde, una nación insular en el este del océano Atlántico tropical norte, registrando aproximadamente 100 horas en total. Crédito: NASA/Amin Nehrir

"Combinados con la imagen global que los satélites proporcionan, estos datos ofrecen detalles más finos que solo un avión equipado con instrumentación puede medir", dijo Will McCarty, científico del programa CPEX con sede en la sede de la NASA en Washington, DC.

Estas observaciones brindan una ventana a cómo el polvo, la humedad, las nubes y el océano interactúan para construir o prevenir la intensificación de las perturbaciones lluviosas que tienen el potencial de convertirse en huracanes. Estos datos, que están abiertos y disponibles para el público, beneficiarán a los investigadores y pronosticadores del clima, especialmente aquellos en la comunidad de ciencias atmosféricas, según Amin Nehrir, un científico de investigación con sede en el Centro de Investigación Langley de la NASA, en Virginia.

"Esto se puede considerar como datos de descubrimiento", dijo Nehrir. "Inevitablemente ayudará a responder preguntas en los próximos años que aún no se han hecho".

Mientras el avión volaba, los sensores en las puntas de las alas de la aeronave medían las propiedades del polvo y las nubes. Una vez que el avión estaba por encima de las nubes, los instrumentos de teledetección a bordo capturaban perfiles detallados de polvo sahariano, velocidad y dirección del viento, temperatura, humedad y la estructura de la convección y la lluvia dentro de las nubes. Juntos, estas mediciones proporcionan una visión general multidimensional de lo que está en el aire sobre el noreste del Atlántico, arrojando luz sobre cómo esas variables influyen en los sistemas meteorológicos en su etapa de infancia.

Varias veces durante la campaña, el DC-8 sobrevoló la Zona de Convergencia Intertropical (ITCZ), la región donde se unen los vientos alisios del noreste y del sureste. Los navegantes conocen la ITCZ como "las calmas" debido a su clima sin vientos. Algunos de los océanos más remotos del mundo conforman la ITCZ, dijo Nehrir.

El Laboratorio Aéreo DC-8 de la NASA, un reactor a reacción McDonnell Douglas DC-8 altamente modificado, recopila datos para experimentos en apoyo de proyectos científicos que sirven a la comunidad científica mundial. El equipo CPEX equipó el laboratorio volador con varios lidares, radares, radiómetros y sondas para estudiar las interacciones entre el polvo sahariano y las nubes tropicales. Crédito: NASA/Tony Landis

"Lo que más me impresionó fue poder mirar por la ventana y ver cómo cambiaban las nubes a medida que el ojo podía alcanzar desde las nubes tenues y esponjosas a las calles de nubes y a los sistemas convectivos", dijo. "Llegas a ver la progresión de los sistemas convectivos en una sola toma".

On September 22, 2022, the CPEX campaign encountered and measured one of the largest dust events that NASA has ever sampled.

“We called it the epic dust day,” Nehrir said. “You could see the strength of these atmospheric waves that propagate off the African shore and pick up air and dust.”These “waves” then interact with clouds and convection to influence the early stages of tropical cyclone genesis, which may or may not turn into a hurricane.

The CPEX-CV observations offer a window into how dust, moisture, clouds, and the ocean interact to either build or prevent intensification of the rainy disturbances that have the potential to become hurricanes. This data, which is open and available to the public, will benefit researchers and weather forecasters, especially those in the atmospheric science community. Credit: NASA/Amin Nehrir

The 2022 CPEX-CV campaign was preceded by CPEX in 2017 and CPEX – Aerosols & Winds in 2021. Data from the previous campaigns is also available to the public.

“Nine science projects and 10 instrument and support teams were funded under this campaign, so those investigators helped plan the mission, and now they will take that data back to their home institutions to learn what they can,” McCarty said. “Now it’s off to the races.”