A missão Surface Water and Ocean Topography explorará como o oceano absorve o calor atmosférico e o carbono, moderando as temperaturas globais e as mudanças climáticas.
Embora a mudança climática esteja impulsionando o aumento do nível do mar ao longo do tempo, os pesquisadores também acreditam que as diferenças na altura da superfície de um lugar para outro no oceano podem afetar o clima da Terra. Esses altos e baixos estão associados a correntes e redemoinhos, rios rodopiantes no oceano, que influenciam a forma como absorve o calor atmosférico e o carbono.
Entre na missão Surface Water and Ocean Topography (SWOT), um esforço conjunto da NASA e da agência espacial francesa Centre National d’Études Spatiales (CNES), com contribuições da Agência Espacial Canadense (CSA) e da Agência Espacial do Reino Unido. Com lançamento em novembro de 2022, o SWOT coletará dados sobre as alturas dos oceanos para estudar correntes e redemoinhos até cinco vezes menores do que foram detectados anteriormente. Também reunirá informações detalhadas sobre lagos e rios de água doce.
Observar o oceano em escalas relativamente pequenas ajudará os cientistas a avaliar seu papel na moderação das mudanças climáticas. Maior depósito de calor atmosférico e carbono do planeta, o oceano absorveu mais de 90% do calor retido pelas emissões de gases de efeito estufa causadas pelo homem.
Acredita-se que grande parte da absorção contínua desse calor – e o excesso de dióxido de carbono e metano que o produziu – ocorra em torno de correntes e redemoinhos com menos de 100 quilômetros de diâmetro. Esses fluxos são pequenos em relação a correntes como a Corrente do Golfo e a Corrente da Califórnia, mas os pesquisadores estimam que, no conjunto, eles transferem até metade do calor e carbono das águas superficiais para as profundezas do oceano.
Entender melhor esse fenômeno pode ser a chave para determinar se há um teto para a capacidade do oceano de absorver calor e carbono das atividades humanas.
“Qual é o ponto de virada em que o oceano começa a liberar enormes quantidades de calor de volta à atmosfera e acelera o aquecimento global, em vez de limitá-lo?” disse Nadya Vinogradova Shiffer, cientista do programa SWOT na sede da NASA em Washington. “SWOT pode ajudar a responder a uma das questões climáticas mais críticas do nosso tempo.”
Pensando pequeno
Os satélites existentes não podem detectar correntes e redemoinhos de menor escala, limitando a pesquisa sobre como esses recursos interagem entre si e com fluxos de maior escala.
“Esse é um lugar onde aprenderemos muito com as melhores observações das pequenas escalas”, disse J. Thomas Farrar, líder em ciências oceanográficas SWOT da Woods Hole Oceanographic Institution em Falmouth, Massachusetts.
Além de ajudar os pesquisadores a estudar os impactos climáticos de pequenas correntes, a capacidade do SWOT de “ver” áreas menores da superfície da Terra permitirá coletar dados mais precisos ao longo das costas, onde o aumento do nível dos oceanos e o fluxo das correntes podem ter impactos imediatos na terra ecossistemas e atividade humana.
Mares mais altos, por exemplo, podem fazer com que as ondas de tempestade penetrem mais para o interior. Além disso, as correntes intensificadas pelo aumento do nível do mar podem aumentar a intrusão de água salgada em deltas, estuários e pântanos, bem como no abastecimento de água subterrânea.
“No oceano aberto, todo o fenômeno de redução de calor e carbono afetará a humanidade nos próximos anos”, disse Lee-Lueng Fu, cientista do projeto SWOT no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia. “Mas nas águas costeiras, os efeitos das correntes e da altura do mar são sentidos ao longo de dias e semanas. Eles afetam a vida humana diretamente.”
Então, como a medição da altura do oceano levará a um melhor conhecimento de correntes e redemoinhos?
Os pesquisadores usam diferenças de altura entre os pontos – conhecido como inclinação – para calcular o movimento das correntes. A matemática explica a força da gravidade da Terra, que puxa a água de alto a baixo, e a rotação do planeta, que, no Hemisfério Norte, dobra o fluxo no sentido horário em torno dos pontos altos e no sentido anti-horário em torno dos pontos baixos. O efeito é o oposto no sul.
Sistemas de correntes com centenas de quilômetros de largura fluem em torno de grandes extensões do oceano. Ao longo do caminho, correntes e redemoinhos menores giram e interagem uns com os outros. Quando eles se juntam, eles conduzem a água da superfície para baixo para profundidades mais frias, levando consigo calor e carbono da atmosfera. Quando essas correntes e redemoinhos menores se separam, a água dessas profundezas mais frias sobe à superfície, pronta para absorver calor e carbono novamente.
Este movimento vertical de calor e carbono também ocorre nos próprios vórtices. No Hemisfério Norte, os vórtices no sentido horário geram fluxos descendentes, enquanto os vórtices no sentido anti-horário criam fluxos ascendentes. O inverso ocorre no Hemisfério Sul.
Preenchendo as lacunas
Ao medir as alturas do oceano em incrementos de 0,16 polegadas (0,4 centímetro), bem como suas inclinações, as duas antenas de interferômetro de radar de banda Ka (KaRIn) da SWOT ajudarão os pesquisadores a discernir correntes e redemoinhos tão pequenos quanto 20 quilômetros de diâmetro. .
A SWOT também empregará um altímetro nadir, uma tecnologia mais antiga que pode identificar correntes e redemoinhos de até 100 quilômetros de largura. Onde o altímetro nadir apontará diretamente para baixo e obterá dados em uma dimensão, as antenas KaRIn se inclinarão. Isso permitirá que as antenas KaRIn escaneiem a superfície em duas dimensões e, trabalhando em conjunto, coletem dados com maior precisão do que o altímetro nadir sozinho.
“Atualmente, para obter uma visão bidimensional de uma linha unidimensional, pegamos todas as nossas linhas unidimensionais e estimamos o que está acontecendo entre elas”, disse Rosemary Morrow, líder de ciência oceanográfica SWOT no Laboratoire d’Études en Géophysique et Océanographie Spatiales em Toulouse, França. “SWOT observará diretamente o que está nas lacunas.”
Publicado em 16/05/2022 11h20
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