D4 Instrumentação Meteorológica e Energética

Tópico

Estações meteorológicas automáticas instaladas diretamente na superfície de uma geleira ou camada de gelo medem as variáveis ​​atmosféricas que controlam o balanço energético dessa superfície: temperatura e umidade do ar, velocidade e direção do vento, pressão atmosférica, precipitação e a radiação que atinge o gelo. De todas essas variáveis ​​atmosféricas, o balanço de radiação na superfície do gelo é o que está mais diretamente ligado ao fato de o gelo derreter ou, inversamente, acumular mais massa.

O método de covariância de vórtices mede diretamente os fluxos turbulentos de calor sensível e latente trocados entre a superfície do gelo e a atmosfera acima dela, com base em como as rápidas flutuações na velocidade vertical do vento se correlacionam ao longo do tempo com flutuações igualmente rápidas na temperatura do ar ou na umidade específica. Esses fluxos turbulentos de calor sensível e latente são componentes críticos do balanço energético da superfície do gelo, e são precisamente esses fluxos turbulentos que determinam a taxa na qual o gelo sublima diretamente no ar e a taxa na qual ele derrete.

Um piranômetro mede a radiação solar que atinge a superfície do gelo, enquanto um pirgeômetro mede a radiação infravermelha de ondas longas que a mesma superfície recebe e irradia. Juntos, esses dois instrumentos completam o balanço de radiação, quantificando cada um de seus componentes separadamente. Uma vez que o balanço de radiação e os fluxos turbulentos de calor sensível e latente estejam totalmente quantificados, o balanço energético da superfície do gelo determina quanto calor excedente permanece disponível para derreter o gelo.

O comportamento esperado desse balanço energético da superfície varia de acordo com a zona da geleira: na zona de acumulação, a fração da radiação solar que a superfície do gelo reflete em vez de absorver controla a parte mais importante de todo o balanço energético, enquanto na zona de ablação, são os fluxos turbulentos de calor sensível e latente, medidos pelo método de covariância de vórtices descrito anteriormente, que acabam dominando esse mesmo balanço energético e determinando a quantidade de gelo que derrete.

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