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El experimento BIRDIES: Midiendo isótopos de berilio para resolver dinámicas en la estratosfera

Autores: Wharton, Sonia; Hidy, Alan J.; Ehrmann, Thomas S.; Zhu, Wenbo; Skinner, Shaun N.; Beydoun, Hassan; Cameron-Smith, Philip J.; Repasch, Marisa; Gunawardena, Nipun; Lee, Jungmin M.; Visser, Ate; Griffin, Matthew; Maddren, Samuel; Oerter, Erik

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

El experimento BIRDIES: Midiendo isótopos de berilio para resolver dinámicas en la estratosfera


Categoría

Ciencias Naturales y Subdisciplinas

Subcategoría

Astronomía

Palabras clave

Cosmogénico
Berilio-10
Berilio-7
Intercambio estratosfera-troposfera
Ondas gravitacionales
Turbulencia

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 8

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El berilio-10 y el berilio-7 cosmogénicos, así como la relación entre los dos (10Be/7Be), son poderosos trazadores atmosféricos de los procesos de intercambio estratosfera-troposfera (STE); sin embargo, las mediciones son escasas para altitudes muy por encima de la tropopausa. Presentamos una novedosa campaña de globos de gran altitud destinada a medir estos isótopos en la mitad de la estratosfera, llamada Isótopos de Berilio para Resolver Dinámicas en la Estratosfera (BIRDIES). BIRDIES se centró en las ondas gravitacionales producidas por la convección que supera la tropopausa para estudiar su propagación e impacto en la dinámica de STE, incluida la producción de turbulencia en la estratosfera. Se volaron dos cargas útiles diseñadas a medida, llamadas FiSH y GASP, a altitudes cercanas a los 30 km para medir la turbulencia in situ y los isótopos de berilio (en aerosoles), respectivamente. Estas se volaron en nueve vuelos de globos de gran altitud sobre Kansas, EE. UU., en el verano de 2022. Las muestras atmosféricas se complementaron con una recolección de lluvia en tierra que tenía como objetivo las firmas isotópicas de la convección profunda que supera. Nuestras muestras de GASP arrojaron cantidades mayormente despreciables de 10Be y 7Be recolectadas en la mitad de la estratosfera, pero llevaron a mejoras en el diseño para aumentar la captura de aerosoles en entornos de baja presión. Las observaciones de FiSH y la recolección de precipitación fueron más fructíferas. FiSH mostró la presencia de fluctuaciones de velocidad turbulenta, temperatura y acústica en la estratosfera, incluidas escalas de longitud en el rango infrasonido y subrango inercial que indicaron momentos de turbulencia elevada. La recolección de precipitación y el posterior análisis estadístico mostraron que grandes conjuntos de datos espaciales de 10Be/7Be pueden medirse en eventos de lluvia individuales con mínima contaminación terrestre. Si bien los patrones espaciales en la lluvia sugirieron alguna evidencia de convección que supera, se observó claramente una variabilidad temporal entre eventos y se predijo con buena concordancia utilizando el modelo de transporte químico 3D GEOS-CHEM.

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