Por ar e por mar: Validação do Instrumento de cores do Oceano PACE da NASA Especialista em Comunicação Científica. Configurar a Campanha Cor do oceano e água deixando refletência. Interferência de aerossol A pesquisadora da NASA Ames Kristina Pistone monitora os dados dos instrumentos enquanto a bordo da aeronave Twin Otter, voando sobre Monterey Bay durante a implantação de outubro 2024 da campanha AirSHARP. NASA/ Samuel Leblanc.
No outono 2024, a Baía Monterey da Califórnia experimentou uma flor de fitoplancton que atraiu peixes, golfinhos, baleias, aves marinhas e – por algumas semanas em outubro – cientistas. Uma equipe do Centro de Pesquisa Ames da NASA no Silicon Valley, com parceiros na Universidade da Califórnia, Santa Cruz (UCSC), e na Escola de Pós-graduação Naval, passou duas semanas na costa da Califórnia coletando dados sobre a atmosfera e o oceano para verificar o que os satélites vêem de cima. Na primavera 2025, a equipe retornou para coletar dados sob diferentes condições ambientais. Os cientistas chamam este processo de validação. Configurar a Campanha. A missão PACE, que representa Plancton, Aerosol, Nuvem, Ecosistema do oceano, foi lançada em fevereiro 2024 e projetada para transformar a nossa compreensão dos ambientes oceânico e atmosférico. Especificamente, o satélite dará aos cientistas uma visão detalhada da vida perto da superfície do oceano e da composição e abundância de partículas de aerossóis na atmosfera. Sempre que a NASA lança um novo satélite, ele envia equipes científicas de validação em todo o mundo para confirmar que os dados dos instrumentos no espaço correspondem ao que os instrumentos tradicionais podem ver na superfície. O AirSHARP (Aeroborne aSsessment of Hyperspectral Aerossol Optical Profundity and Water-leaving Reflectance Product Performance for PACE) é uma dessas equipes, especificamente implementadas para validar produtos do instrumento de cores do oceano do satélite (OCI).
O espectrômetro OCI funciona medindo a luz solar refletida. À medida que a luz solar rebota da superfície do oceano, cria tons de cor específicos que os pesquisadores usam para determinar o que está na coluna de água abaixo. Para validar os dados do OCI, as equipes de pesquisa precisam confirmar que as medições diretamente na superfície coincidem com as do satélite. Eles também precisam entender como a atmosfera está mudando a cor do oceano como a luz refletida está viajando de volta para o satélite. Em outubro 2024 e maio 2025, a equipe do AirSHARP realizou simultâneas campanhas aéreas e marítimas. Entrar no campo durante diferentes estações permite que a equipe recolha dados em diferentes condições ambientais, validando a maior parte do alcance do instrumento. Mais de 13 dias de voos em um avião Twin Otter, a equipe liderada pela NASA usou instrumentos chamados 4 STAR- B (Espectrometro para o rastreamento do sol no céu Pesquisa Atmosférica B), e o C- AIR (Radiômetro In- Situ Coastal Airborne) para coletar dados do ar. Ao mesmo tempo, os parceiros da UCSC usaram uma série de instrumentos de correspondência a bordo do navio de pesquisa R/ V Shana Rae para coletar dados da superfície da água. Cor do oceano e água deixando refletência. O Instrumento de Cor do Oceano mede algo chamado água deixando reflectância, que fornece informações sobre a composição microscópica da coluna de água, incluindo moléculas de água, fitoplancton e partículas como areia, materiais inorgânicos e até bolhas. A cor do oceano varia de acordo com a forma como estes materiais absorvem e espalham a luz solar. Isto é especialmente útil para determinar a abundância e os tipos de fitoplancton.
Fotografias tiradas da janela da aeronave Twin Otter durante a implantação de outubro 2024 AirSHARP mostram a variação na cor do oceano, que indica a composição molecular diferente da coluna de água abaixo. A cor vermelha em várias dessas fotos é devido a uma floração de fitoplancton – neste caso, um crescimento de algas vermelhas. NASA/ Samuel Leblanc A equipe do AirSHARP usou radiometros com tecnologia correspondente – C- AIR do ar e C- OPS (Compact Optical Profiling System) da água – para coletar água deixando dados de reflectância. O instrumento C- AIR é modificado a partir de um instrumento que vai em vasos de pesquisa e toma medidas da superfície da água de muito perto alcance,. disse o pesquisador da NASA Ames Samuel LeBlanc. O problema é que você é muito local para uma área de cada vez. O que a nossa equipe fez com sucesso é colocá- lo em uma aeronave, o que nos permite atravessar toda a Baía de Monterey. A equipe maior de validação do PACE comparará as medições do OCI com observações feitas pelos sensores muito mais próximos do oceano para garantir que eles correspondam, e fazer ajustes quando eles não fazem.
Interferência de aerossol. Um fator que pode impactar os dados do OCI é a presença de aerossóis naturais e feitos pelo homem, que interagem com a luz solar enquanto se move através da atmosfera. Um aerossol se refere a qualquer sólido ou líquido suspenso no ar, como fumaça de incêndios, sal de spray do mar, partículas de emissões de combustíveis fósseis, poeira do deserto e pólen. Imagine um tubo de 420 milha de comprimento, com o satélite PACE em um extremo e o oceano no outro. Tudo dentro do tubo é o que os cientistas chamam de coluna atmosférica, e está cheio de pequenas partículas que interagem com a luz solar. Os cientistas quantificam esta interação aerossol com uma medida chamada profundidade óptica aerossol. Durante o AirSHARP, estávamos basicamente medindo, em diferentes comprimentos de onda, como a luz é alterada pelas partículas presentes na atmosfera, disse a cientista de pesquisa da NASA Ames Kristina Pistone. A profundidade óptica do aerossol é uma medida da extinção da luz, ou quanta luz é espalhada ou absorvida por partículas do aerossol.
A equipe mensurou a profundidade óptica do aerossol usando o espectrômetro 4 STAR- B, que foi projetado na NASA Ames e permite aos cientistas identificar quais aerossóis estão presentes e como eles interagem com a luz solar. O investigador principal do AirSHARP Liane Guild caminha em direção a um avião Twin Otter de propriedade e operado pela Escola de Pós-Graduação Naval. A capacidade da aeronave de realizar voos complexos e de baixa altitude tornou- a a plataforma ideal para pilotar vários instrumentos sobre Monterey Bay durante a campanha AirSHARP. NASA/ Samuel Leblanc Para pilotar estes instrumentos foi necessário o uso de um avião Twin Otter, operado pela Escola de Pós-Graduação Naval (NPS). O Gêmeo Otter é único pela sua capacidade de realizar voos de baixa altitude, fazendo passes para 100 pés acima da água em condições claras.
É uma forma intensa de voar. Naquela altura baixa, os pilotos observam e evitam continuamente aves, navios altos e até mesmo a vida selvagem como as baleias quebrando, disse Anthony Bucholtz, diretor da Instalação de Pesquisa Aérea da NPS. Com a floração do fitoplancton atraindo tanta vida selvagem em uma baía já cheia de navios, isso não é um pequeno feito. Os pilotos ficam de olho no radar, e voam à mão, disse Bucholtz: "Todos os pilotos estão seguindo planos cuidadosos de voo cruzando Monterey Bay e realizando espirais apertadas sobre o navio de pesquisa Shana Rae. Os dados coletados na fase 2024 desta campanha estão disponíveis em dois sistemas de arquivos de dados. Os dados do instrumento 4 STAR estão disponíveis no arquivo de dados PACE e os dados do C-AIR estão alojados no arquivo de dados SeaBASS.
Outros dados da Equipe de Ciências de Validação da NASA PACE estão disponíveis no site PACE: Samuel LeBlanc e Kristina Pistone são financiados por meio do Bay Area Environmental Research Institute (BAERI), que é uma organização sem fins lucrativos fundada por cientistas, centrada em apoiar as ciências da Terra e do espaço. Especialista em Comunicações Científicas Milan Loiacono é especialista em Comunicações Científicas da Divisão de Ciências da Terra no Centro de Pesquisa Ames da NASA.
Direção de Ciência do Centro de Pesquisa Ames. Centro de Pesquisa Ames Divisão de Ciência da Terra. PACE (Plancton, Aerosol, Nuvem, Ecosistema Oceano) Direção da Missão de Ciência. 4 min ler As planícies florestais do Parque Nacional do Congaree.
O rio Congaree meandring mantém ecossistemas florestais imponentes e modas lagos de oxbow como ele muda& hellip; 4 min ler Neve rara e difundida no deserto de Atacama. As tempestades de inverno em agosto __ ZXQNUMT__ trouxeram nevada para o norte do Chile, desde os Andes até o & hellip; 5 min ler Previsão para a Ciência da Terra, com Lindsey Jacobson.