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Nippon Telegraph and Telephone Corporation (NTT, Sede: Chiyoda-ku, Tóquio; Presidente e CEO: Akira Shimada) e o Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa (OIST, Sede: Onna-son, Kunigami-gun, Okinawa, Japão, Presidente interino: Dr. Albrecht Wagner) conduziram com sucesso as primeiras medições simultâneas marinhas e atmosféricas do mundo em vários locais diretamente abaixo de um violento tufão de categoria 5, que é a classe mais forte no noroeste do Pacífico, antes de atingir a terra.
Essas observações foram feitas diretamente abaixo do tufão nº 11, chamado “Hinnamnor”https://www.sciencedaily.com/”Henry”, no verão de 2022. O NTT e o OIST planejam continuar a pesquisa conjunta, contribuindo para métodos de observação que melhorem o precisão das previsões de tufões e explicar os mecanismos de interação entre a atmosfera e o oceano usando dados de observação diretamente abaixo dos tufões.
Fundo
Os tufões, que podem ter grandes impactos na sociedade e no meio ambiente, recentemente se intensificaram e causaram mais danos devido ao aquecimento global e outros efeitos das mudanças climáticas. Para se preparar efetivamente para um tufão, é importante ter uma compreensão precisa, o mais cedo possível, de como serão as condições da tempestade ao atingir a costa. No entanto, atualmente não há como saber com precisão o estado e a intensidade de um tufão enquanto ele ainda está sobre o oceano a partir de imagens de satélite disponíveis e outras observações. Como tal, as informações sobre tufões nos boletins meteorológicos são estimadas com base na análise de imagens de satélite meteorológicas com precisão limitada.
Em um esforço para melhorar a precisão das previsões, um projeto de pesquisa nacional usou aeronaves para fazer observações diretas em 2017. Esse projeto demonstrou que os dados de observação de aeronaves podem contribuir para aumentar a precisão das previsões de tufões. Em 2013, OIST fez observações marinhas e atmosféricas diretamente sob um forte tufão de categoria 4 (Typhoon No. 24, “Danas”) usando um Wave Glider (modelo SV2) da Liquid Robotics Inc., um veículo de superfície autônomo e não tripulado que eles apelidaram “OISTRA.” Esta pesquisa demonstrou com precisão as condições necessárias na superfície do oceano, diretamente abaixo do tufão. No entanto, não foi possível fazer tais observações com precisão com tufões mais fortes, porque as condições se tornam muito severas.
Com um clima mais quente criando condições propícias à intensificação, a pesquisa sobre tufões tornou-se cada vez mais importante, conforme demonstrado pelo estabelecimento da única instalação de pesquisa do Japão dedicada ao estudo de tufões em 2021.
Em 2021, a NTT e a OIST iniciaram pesquisas conjuntas para implementar a observação dos fatores necessários para prever tufões, mesmo no ambiente hostil de um forte tufão. Em 2022, a NTT comprou um novo Wave Glider (modelo SV3) que foi chamado de “Seiuchi-san” e começou a observar tufões usando os dois dispositivos Wave Glider.
Principais resultados
- Observação bem-sucedida de vários fatores importantes na previsão da intensidade do tufão.
- Queda repentina na pressão do ar perto do centro do tufão (região de vento violento).
- Queda na temperatura da água do mar em duas áreas (regiões violentas e de vento forte) devido à agitação do tufão. Aumento súbito na altura significativa da onda perto do centro do tufão (na região do vento violento).
Estes são descritos com mais detalhes na próxima seção.
Visão geral da demonstração
O tufão Hinnamnor começou em 28 de agosto de 2022, perto da ilha de Minamitorishima, com a pressão do ar caindo para 920 hPa enquanto se movia para o oeste e se tornou um violento tufão de categoria 5. Após verificar a trajetória prevista do tufão, os dois Wave Gliders foram colocados em operação.
A Seiuchi-san operou na região de ventos fortes, não menos que 11 km do centro do tufão (com velocidades médias de vento de 25 m/s ou mais), e o OISTER operou na região de ventos fortes a aproximadamente 100 km do centro (com média velocidades do vento de 15 m/s ou mais). Ambos os veículos fizeram medições atmosféricas e oceânicas simultaneamente.
A pressão do ar está diretamente relacionada à intensidade de um tufão, e Seiuchi-san conseguiu capturar mudanças repentinas e rápidas na pressão do ar na região do vento violento do tufão. Ele foi capaz de confirmar o menor valor de pressão em sua aproximação mais próxima do tufão, aproximadamente às 20h do dia 31 de agosto. Em contraste, o OISTER fez observações na região de vento forte e não foi capaz de reconhecer tais quedas.
Esses experimentos também foram capazes de medir mudanças na temperatura da água do mar, o que é importante para estimar a intensidade de um tufão. As mudanças na temperatura da água afetam o fornecimento de energia ao tufão e se correlacionam com a força do tufão, por isso é outro elemento essencial para prever a intensidade com precisão. Com Seiuchi-san perto do centro do tufão, os cientistas conseguiram detectar que a queda na temperatura da água do mar (aprox. 2°C) ocorreu de forma mais repentina.
Seiuchi-san também mediu uma altura máxima de onda de aproximadamente 9 m. Como as ondas são causadas pelo vento, conhecer a altura da onda permite estimar a força do vento. Como tal, é útil obter dados de altura de onda diretamente abaixo de um tufão, mas esses dados têm sido difíceis de obter a partir de observações de satélite.
Os dados também mostraram mudanças na velocidade das correntes oceânicas à medida que o tufão passava. Os pesquisadores também mediram fatores do ecossistema, incluindo concentrações de sal relacionadas a sais nutritivos e quantidades de clorofila a, que é útil para analisar o fitoplâncton. A equipe planeja realizar uma análise mais detalhada sobre os efeitos dos tufões no futuro.
Esses resultados foram publicados na edição de 22 de maio de 2023 da Cartas Científicas Online sobre a Atmosfera (SOLA)pela Sociedade Meteorológica do Japão, que lidera pesquisas meteorológicas desde que foi criada em 1882.
[Title] Observações Simultâneas da Atmosfera e do Oceano Diretamente sob Tufões Usando Veículos Autônomos de Superfície
Os experimentos também coletaram dados sobre o comportamento dos próprios Wave Gliders, além de dados atmosféricos e oceânicos, incluindo orientação e movimento. Os cientistas analisarão esses dados de comportamento e os usarão para melhorar o equipamento de observação para que possam continuar a fazer observações estáveis no futuro. Eles também planejam continuar acumulando e verificando dados de observação e desenvolvendo explicações para os mecanismos de interação entre a atmosfera e os oceanos.
Perspectivas futuras
A equipe de pesquisa visa melhorar a precisão das previsões de tufões estabelecendo métodos para fazer observações de tufões e melhorar os modelos de previsão de tufões explicando os mecanismos em funcionamento nos tufões. Isso permitirá que os cientistas analisem e prevejam com mais precisão as condições dos tufões antes de atingirem a terra.
No futuro, os pesquisadores também planejam colaborar com várias indústrias e instalações para otimizar métodos de observação de tufões em tempo real e aplicá-los na Tecnologia de Infraestrutura de Análise de Informações da Terra usando a rede de computação integrada do Space. Eles também contribuirão para criar uma sociedade resiliente que possa coexistir com tufões, adaptando-se proativamente ao ambiente com base em previsões de tufões altamente precisas.
Ao usar dados de observação para entender os efeitos do aquecimento global nos tufões e, inversamente, os efeitos dos tufões no meio ambiente global, os pesquisadores esperam obter uma melhor compreensão do meio ambiente global e ser mais capazes de promover mudanças em nossa sociedade. comportamento para preservar e regenerar a Terra.
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