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
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
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.
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.