¿Por qué los dos hemisferios de la Tierra parecen igualmente brillantes cuando se ven desde el espacio?

Cuando se ven desde el espacio, los dos hemisferios de la Tierra, el norte y el sur, parecen igualmente brillantes. Esto es especialmente inesperado porque el hemisferio sur está mayormente cubierto por océanos oscuros, mientras que el hemisferio norte tiene una vasta área de tierra que es mucho más brillante que estos océanos. Durante años, la consistencia del brillo entre los dos hemisferios siguió siendo un misterio.

En un nuevo estudio publicado en procedimientos de la Academia Nacional de CienciasLos investigadores del Instituto Weizmann de Ciencias y sus colaboradores han revelado una fuerte relación entre la intensidad de las tormentas, la nubosidad y la velocidad a la que se refleja la energía solar en cada hemisferio. Ofrece una solución al misterio, junto con una evaluación de cómo el cambio climático podría alterar la tasa de reversión en el futuro.

En la década de 1970, cuando los científicos analizaron los datos de los primeros satélites meteorológicos, se sorprendieron al saber que ambos hemisferios reflejan la misma cantidad de radiación solar. La reflectividad de la radiación solar se conoce en terminología científica como su albedo. Para comprender mejor qué es la blancura, considere conducir de noche: las líneas de puntos blancos, que reflejan bien la luz de los faros de los automóviles, son fáciles de detectar, pero el asfalto oscuro es difícil de detectar.

Lo mismo es cierto cuando se observa la Tierra desde el espacio: la relación entre la energía solar que golpea la Tierra y la energía reflejada por cada área está determinada por varios factores. Uno es la relación entre los océanos oscuros y las Tierras brillantes, que difieren en la reflectividad, al igual que el asfalto y las líneas discontinuas blancas.

El área de tierra en el Hemisferio Norte es el doble que la del Sur, y de hecho cuando se mide cerca de la superficie de la Tierra, cuando el cielo está despejado, hay más de un 10% de diferencia en el albedo. Sin embargo, ambos hemisferios parecen ser igualmente brillantes desde el espacio.

En este estudio, el equipo de investigadores dirigido por el profesor Yohai Kaspi y Or Hadas del Departamento de Ciencias Planetarias y de la Tierra de Weizmann, se centró en otro factor que afecta al albedo, uno que se encuentra a gran altura y refleja la radiación solar: las nubes.

El equipo analizó datos extraídos de las bases de datos más avanzadas del mundo, incluidos datos de nubes recopilados a través de los satélites CERES de la NASA, así como datos de ERA5, una base de datos meteorológica global que contiene información recopilada utilizando una variedad de fuentes en el aire y en tierra, que data de 1950. Los datos de ERA5 se utilizaron para complementar los datos de nubes y correlacionar 50 años de estos datos con información sobre la intensidad de huracanes y anticiclones.

A continuación, los científicos clasificaron las tormentas de los últimos 50 años en tres categorías según su intensidad. Descubrieron un vínculo directo entre la intensidad de la tormenta y la cantidad de nubes formadas alrededor de la tormenta. Mientras que el hemisferio norte y las áreas terrestres en general presentan tormentas más débiles, sobre los océanos en el hemisferio sur predominan las tormentas moderadas y fuertes.

El análisis de datos mostró que la correlación entre la intensidad de la tormenta y la nubosidad explica la diferencia de nubosidad entre los dos hemisferios. “Se ha demostrado que las nubes blancas generadas por fuertes tormentas sobre el hemisferio sur son un agente de equilibrio muy preciso para una gran área de tierra en el hemisferio norte, por lo que se conserva la simetría”, dice Hadas. «Esto indica que las tormentas son el factor que conecta el brillo de la superficie de la Tierra con el brillo de las nubes, resolviendo así el rompecabezas de la simetría».

¿Podría el cambio climático oscurecer un hemisferio?

La Tierra ha sufrido cambios acelerados en los últimos años, debido al cambio climático. Para estudiar si esto podría afectar la simetría hemisférica y cómo, los científicos utilizaron CMIP6, un conjunto de modelos ejecutados por centros de modelado climático de todo el mundo para simular el cambio climático. Una de las principales deficiencias de estos modelos es su capacidad limitada para predecir la nubosidad. Sin embargo, la relación encontrada en este estudio entre la intensidad de la tormenta y la nubosidad permite a los científicos evaluar la cantidad de nubes en el futuro, en función de los pronósticos de tormentas.

Los modelos predicen que el calentamiento global dará como resultado una disminución en la frecuencia de todas las tormentas en el hemisferio norte y tormentas débiles y moderadas en el hemisferio sur. Sin embargo, las tormentas más fuertes se intensificarán en el hemisferio sur. La razón de estas diferencias esperadas es la «amplificación del Ártico», un fenómeno en el que el Ártico se calienta dos veces más rápido que el calentamiento promedio de la Tierra.

Se podría especular que esta divergencia debe romper la simetría hemisférica. Sin embargo, la investigación muestra que los aumentos adicionales en la intensidad de la tormenta pueden no alterar el grado de nubosidad en el hemisferio sur porque la cantidad de nubes alcanza la saturación en tormentas muy fuertes. Por lo tanto, se puede conservar la simetría.

“Todavía no es posible decir con certeza si la simetría se romperá ante el calentamiento global”, dice Caspi. «Sin embargo, la nueva investigación resuelve una pregunta científica fundamental y profundiza nuestra comprensión del balance de radiación de la Tierra y sus influencias. A medida que continúa el calentamiento global, las soluciones de geoingeniería se volverán vitales para la continuación de la vida humana junto con él. Espero que haya una mejor comprensión de fenómenos climáticos fundamentales, como la simetría hemisférica. piso, ayudarán a desarrollar estas soluciones”.