La misión AIM (Aeronomy of Ice in the Mesosphere de la NASA) detectó las primeras nubes noctilucentes, o que brillan por la noche, el 8 de diciembre de 2020, un fenómeno propio de los veranos polares.
En los días siguientes, las finas volutas de nubes crecieron lentamente. Por lo general, giran como algodón de azúcar en una masa que cubre el polo, pero esta temporada ha tenido un comienzo lento y las nubes son más escasas de lo habitual. La temporada también es tardía: los científicos generalmente esperan que las nubes de hielo antárticas aparezcan en algún momento a mediados de noviembre y se prolonguen hasta mediados de febrero.
Las brillantes nubes azules y blancas se desplazan a unos 75 kilómetros de altura en una capa de la atmósfera llamada mesosfera. Durante el verano, esta región tiene los tres ingredientes que las nubes necesitan para formarse: temperaturas extremadamente frías (a -170 grados Celsius, es la parte más fría de la atmósfera), vapor de agua y polvo de meteorito.
En verano, la mesosfera es más húmeda, ya que el aire relativamente húmedo que circula desde la atmósfera inferior trae más vapor de agua. El polvo de meteorito proviene de los meteoros, que se convierten en polvo cuando caen en picado y se queman en la atmósfera. Las nubes noctilucentes se forman cuando las moléculas de agua se unen alrededor del polvo fino y de otro mundo y se congelan.
También conocidas como nubes mesosféricas polares (ya que tienden a apiñarse alrededor de los polos norte y sur), las nubes ayudan a los científicos a comprender mejor la mesosfera. La mesosfera es donde la atmósfera neutra comienza a pasar a los gases del espacio cargados eléctricamente. Desde la mesosfera hacia arriba, la atmósfera está en constante movimiento, moldeada por la actividad solar y el espacio cercano a la Tierra desde arriba y la atmósfera inferior desde abajo.
“Cada año, observamos cosas que podrían predecir cuándo comienza la temporada, y luego miramos y tratamos de medir dónde está nuestra comprensión”, dijo en un comunicado James Russell, investigador principal de AIM en la Universidad de Hampton en Virginia. Algunos factores que los científicos consideran son las temperaturas estacionales, el tamaño del agujero de ozono, las corrientes atmosféricas y los vientos del oeste.
El clima inusual en la Antártida llevó a los científicos a esperar nubes noctilucentes de floración tardía. El tamaño del agujero de ozono está en un nivel récord para esta época del año. Los vientos del oeste soplan inusualmente fuertes. El vórtice polar, que atrapa el aire helado sobre los polos, también es muy grande. Todo esto equivale a un largo invierno, finales de primavera y un lento comienzo de la temporada de nubes noctilucentes.
Las nubes fugaces también ayudan a los científicos a estudiar las ondas de gravedad, que son poderosas ondas de aire que se forman cuando los vientos rozan las perturbaciones en la superficie de la Tierra, como las cimas de las montañas, o se agitan en sistemas climáticos severos como tormentas eléctricas. Las ondas de gravedad se elevan por el cielo, conectando la atmósfera inferior y superior. Observar cómo impactan las nubes noctilucentes es una forma de estudiar cómo las ondas de gravedad afectan la mesosfera en general. La misión AWE de la NASA, que se lanza en 2022, también contribuirá a la investigación de ondas de gravedad y complementará las observaciones de AIM.
Es fácil pensar que las ondas de gravedad simplemente se ondulan hacia arriba. Pero un estudio realizado a principios de este año descubrió que las ondas de gravedad más influyentes para las nubes, es decir, la atmósfera superior, podrían ser las que se elevan como una escalera mecánica: hacia arriba y hacia el otro lado al mismo tiempo. Las ondas de gravedad que viajan de esta manera tienden a formarse sobre los monzones tropicales, luego se elevan desde los trópicos y atraviesan latitudes. El estudio analizó el valor de ocho temporadas de nubes noctilucentes y combinó observaciones de AIM y la misión TIMED de la NASA.
Cuando se lanzó AIM en 2007, los científicos pensaron que entendían la relación entre las nubes noctilucentes y el ciclo solar, el ciclo natural de actividad de 11 años del Sol. Pero la conexión parece haber desaparecido a principios de 2005. Las nubes noctilucentes son sensibles tanto al vapor de agua como a la temperatura en la atmósfera superior, y el ciclo solar afecta a ambos en su altitud. Sin embargo, incluso a medida que el Sol avanzaba a través de sus altibajos regulares, las nubes han brillado con más o menos la misma intensidad. Parece haber un equilibrio delicado que los científicos aún no comprenden por completo.
“Las nubes noctilucentes se ven afectadas por las influencias de arriba, como el Sol, pero también las de abajo, como las ondas de gravedad”, dijo Scott Bailey, investigador principal adjunto de AIM en Virginia Tech. “En este momento, parece que las fuerzas de abajo tienen el control”.
El inicio de la temporada de nubes noctilucentes antárticas de 2020 marca aproximadamente un año en el ciclo solar actual, que comenzó en diciembre de 2019. A medida que AIM continúa tomando imágenes de las nubes, los científicos esperan que el creciente registro a largo plazo dé pistas sobre estos acertijos.
“Desde que se lanzó AIM, descubrimos que los procesos que controlan las nubes son muy complejos”, dijo Russell. “Necesitamos tantos datos como podamos”.
