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A velocidade e a direção do vento fornecem pistas para prever os padrões climáticos. Na verdade, o vento influencia a formação de nuvens reunindo o vapor de água. Cientistas atmosféricos descobriram agora uma nova maneira de medir o vento – desenvolvendo um algoritmo que usa dados dos movimentos do vapor d’água. Isso pode ajudar a prever eventos extremos como furacões e tempestades.
Um estudo publicado por pesquisadores da Universidade do Arizona na revista Geophysical Research Letters fornece, pela primeira vez, dados sobre a distribuição vertical dos ventos horizontais nos trópicos e nas latitudes médias. Os pesquisadores obtiveram os dados do movimento do vapor d’água usando dois satélites operacionais da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica, ou NOAA, a agência federal de previsão do tempo.
O vento reúne tudo o mais na atmosfera, incluindo nuvens, aerossóis, vapor d’água, precipitação e radiação, disse Xubin Zeng, coautor do estudo e diretor do Climate Dynamics and Hydrometeorology Collaborative da UArizona. Mas permaneceu um tanto indescritível.
“Nunca conhecemos o vento muito bem. Quero dizer, essa é a última fronteira. É por isso que estou animado”, disse Zeng.
Graças a algoritmos mais avançados, disse Zeng, os pesquisadores conseguiram fazer a estimativa dos ventos horizontais não apenas em uma altitude, mas em diferentes altitudes no mesmo local.
“Isso não era possível uma década atrás”, disse Zeng.
A medição do vento normalmente é feita de três maneiras diferentes, explicou Zeng. A primeira é através do uso de radiossonda, um pacote instrumental suspenso abaixo de um balão de 6 pés de largura. Sensores na radiossonda medem a velocidade e a direção do vento e fazem medições de pressão atmosférica, temperatura e umidade relativa. A desvantagem dos balões de radiossonda, disse Zeng, é o custo. Cada lançamento pode custar cerca de US$ 400 a US$ 500, e algumas regiões, como a África e a floresta amazônica, têm estações de radiossonda limitadas. A outra limitação é que as radiossondas não estão disponíveis nos oceanos, disse Zeng.
Outra maneira de medir o vento é usando o topo da nuvem, que é a altura em que a parte superior visível da nuvem está localizada, disse Zeng. Ao rastrear o movimento do topo da nuvem usando dados de satélites geoestacionários, os especialistas em clima monitoram a velocidade e a direção do vento em uma altura. Mas Zeng disse que os topos das nuvens existem na maioria das vezes abaixo de 2 milhas ou acima de 4 1/2 milhas acima da superfície da Terra, dependendo se as nuvens são baixas ou altas. Isso significa que as informações do vento geralmente não estão disponíveis no meio, entre 2 e 4 1/2 milhas.
Lidar, que significa detecção e alcance de luz, é um método que mede com precisão os movimentos do vento em diferentes elevações e fornece dados muito bons, disse Zeng. Mas com lidar, as medições podem ser adquiridas apenas em uma “cortina” vertical, com vento medido normalmente na direção leste-oeste, acrescentou.
Atualmente, disse Zeng, para estudar tópicos como qualidade do ar e dispersão de cinzas vulcânicas, que são diretamente influenciadas pelo vento, os especialistas usam modelos de previsão do tempo para obter medições de diferentes fontes, em vez de usar medições diretas do vento. Mas os resultados do modelo não são bons o suficiente quando há chuva, disse Zeng.
Em seu estudo, Zeng e sua equipe evitaram usar dados de modelos. Em vez disso, eles usaram dados do movimento do vapor d’água registrado pelos dois satélites NOAA. Os satélites se moveram na mesma direção separados por um intervalo de 50 minutos e detectaram o movimento do vapor d’água por meio da radiação infravermelha.
Embora nossos olhos não possam detectar os movimentos minúsculos do vapor de água na atmosfera, o principal autor do estudo, Amir Ouyed, membro do grupo de pesquisa de Zeng, usou algoritmos de aprendizado de máquina que fazem um melhor processamento de imagem para rastrear o vapor de água.
“Durante décadas, as pessoas diziam: ‘Você tem que mover o topo da nuvem ou os vapores de água o suficiente para poder ver a diferença do padrão.’ Mas agora não precisamos fazer isso”, disse Zeng.
“A resolução dos dados é grosseira, com um tamanho de pixel de 100 quilômetros. É uma demonstração da viabilidade de nossa futura missão de satélite que estamos buscando, onde esperamos fornecer a resolução de 10 quilômetros”, disse Zeng.
Zeng e seus colaboradores em outras instituições estão planejando uma nova missão eólica por satélite, na qual prevêem a combinação de dados de movimento de vapor d’água e medições do vento Lidar para fornecer melhores medições gerais do vento.
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