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Num artigo publicado em Cartas de Pesquisa Geofísica, os pesquisadores descobriram que a turbulência na termosfera exibe as mesmas leis físicas que o vento na baixa atmosfera. Além disso, o vento na termosfera gira predominantemente numa direção ciclônica, na medida em que gira no sentido anti-horário no Hemisfério Norte e no sentido horário no Hemisfério Sul.
As descobertas revelam um novo princípio unificado para os diversos sistemas ambientais da Terra e podem potencialmente melhorar as previsões futuras do clima terrestre e espacial.
Uma vez ou outra, sintonizamos para ver as últimas previsões meteorológicas e, embora elas nos dêem uma boa ideia das condições atmosféricas diárias, a pesquisa que estuda como o ar da Terra se move é vertiginosamente complexa.
“No nível fundamental, estudamos a interação da energia cinética na atmosfera em diferentes tamanhos e escalas, essa energia está principalmente na forma de vento e turbulência. Ao longo das décadas, uma enorme quantidade de dados nos deu uma visão sobre como isso acontece. a energia flui e se dissipa para afetar o clima na troposfera, a camada mais baixa da atmosfera”, explica o professor Huixin Liu, da Faculdade de Ciências da Universidade de Kyushu, que liderou o estudo. “Minha pesquisa concentra-se nos movimentos na alta atmosfera, especificamente na termosfera, onde exploramos as leis correspondentes que regem a dinâmica e o fluxo de energia na região”.
A termosfera é uma seção da atmosfera aproximadamente 80-550 km acima do nível do mar e é frequentemente chamada de porta de entrada para o espaço. É uma região crítica para a operação espacial e é onde você encontrará a Estação Espacial Internacional, bem como a maioria dos satélites. É também onde as auroras são formadas.
Liu colaborou com o pesquisador meteorológico Dr. Facundo L. Poblet, do Instituto Leibniz de Física Atmosférica da Universidade de Rostock, cujo trabalho se concentra na dinâmica e turbulência na baixa atmosfera abaixo de uma altitude de 100 km.
“Minha pesquisa é em física espacial e eu queria ver se poderíamos aplicar seus métodos meteorológicos ao meu domínio de pesquisa”, explica Liu.
A equipe analisou os dados do vento da termosfera de dois satélites, o Challenging Minisatellite Payload (CHAMP) e o Gravity Field and Steady State Ocean Circulation Explorer (GOCE). Com os dados, a equipe calculou a função estrutural de terceira ordem do vento, uma quantidade estatística que fornece informações sobre a turbulência subjacente. Para sua surpresa, eles descobriram que a termosfera exibe uma lei de escala semelhante à da baixa atmosfera.
“Isto significa que tanto a termosfera como a troposfera – apesar de terem composições e dinâmicas atmosféricas drasticamente diferentes – seguem as mesmas leis físicas. A forma como a turbulência se move, se forma e se dissipa nestas duas regiões é muito semelhante,” continua Liu.
Apesar dos avanços notáveis na compreensão da termosfera, a intrincada interação da turbulência permaneceu em grande parte ilusória, e a equipe está feliz que as suas descobertas lançaram nova luz sobre este aspecto pouco explorado da dinâmica do espaço próximo.
“Semelhante à previsão do tempo atmosférico, compreender as distribuições de energia na termosfera é vital para avançar a nossa compreensão da dinâmica espacial”, conclui Liu. “Esperamos que estas descobertas possam ser usadas para melhorar a previsão do tempo espacial e garantir a funcionalidade e segurança contínuas das tecnologias baseadas em satélites essenciais para a vida quotidiana.”
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