A tropopausa é a fronteira entre a troposfera e a estratosfera, situándose nas latitudes temperadas nos arredor de doce quilómetros de altitude. Na súa tese de doutoramento, o investigador do Grupo Environmental Physics Laboratory (Ephyslab) da Universidade de Vigo Antonio Paulo Ferreira identificou como radiación e dinámica atmosférica son esenciais para explicar a nitidez característica desta capa.
A tese, presentada este curso académico na Facultade de Ciencias do campus de Ourense e dirixida por Luis Gimeno e José Manuel Henriques Castanheira, levou por título On the temperature profile of the lower stratosphere and the sharpness of the tropopause in the extratropics, que se traduce por Sobre o perfil de temperatura na baixa estratosfera e a nitidez da tropopausa nos extratrópicos. “Esta tese pretende explicar por que a tropopausa terrestre é tan nítida e aguda como se ve nos perfís verticais da temperatura do aire nas latitudes extratropicais”, detalla este físico.
Segundo os estudos observacionais da última década, explica Antonio Paulo Ferreira, a baixa estratosfera extratropical ata unha altura aproximada de dez quilómetros por riba da tropopausa está lonxe de ser isotérmica. Ademais, sinala, o perfil de temperatura da baixa estratosfera sofre variacións estacionais significativas. “Observada desde a altitude variable da tropopausa, en promedio, a tropopausa resulta ser moito máis nítida que cando é observada desde a superficie da terra”, engade o investigador. Relacionando estes dous fenómenos, o xa doutor sinala como “a razón inmediata da agudeza ou nitidez da tropopausa extratropical é a presenza dunha capa de inversión térmica persistente, de ata cinco graos celsius en tan só dous quilómetros de distancia, situada xusto por riba da tropopausa e coñecida como capa de inversión da tropopausa”. Esta capa de inversión da tropopausa, subliña Ferreira, ten sido obxecto de atención científica desde que foi descuberta en 2002 pero aínda non se entende ben. “A comprensión desta capa é importante polas súas implicacións inmediatas na modelización atmosférica e, posiblemente, no intercambio e acoplamento entre a estratosfera e a troposfera”, indica.
Sobre a importancia do traballo desenvolvido na tese, o seu autor sinala como “as teorías existentes que debatían a agudeza da tropopausa extratropical, estreitamente relacionadas coa capa de inversión da tropopausa, eran incapaces de explicar as características desta capa. Ademais, están divididas sobre o papel preponderante da radiación ou da dinámica atmosférica”. Segundo detalla o investigador, na súa tese, “un tratamento simplificado da transferencia da radiación térmica na baixa estratosfera extratropical, afastada do equilibrio coa radiación solar en virtude dos movementos atmosféricos, permite comprender a estrutura térmica media a longo prazo da capa de inversión da tropopausa e do resto da baixa estratosfera en diferentes épocas do ano”.
Modelo e simulación da tropopausa
No núcleo da súa tese de doutoramento, explica Antonio Paulo Ferreira, “formúlase un modelo analítico para estudar o perfil vertical estacional da temperatura na baixa estratosfera extratropical, incluíndo a troposfera no fondo desa capa”. Os supostos deste modelo, detalla o investigador, son varios. O primeiro apunta que ao redor da tropopausa extratropical, o vapor de auga é o principal absorbente da radiación térmica mentres que o dióxido de carbono é gradualmente importante en capas máis altas da estratosfera.
En comparación, detalla o investigador, “pódese desprezar a interacción da radiación térmica co ozono ao longo da baixa estratosfera extratropical”. Os demais supostos do moldelo apuntan a cuestións como que “se admite que o vapor de auga e o dióxido de carbono absorben como gases grises na radiación térmica; que na estratosfera a radiación solar é absorbida case exclusivamente polas trazas de vapor de auga, ozono e dióxido de carbono presentes no aire e que o quentamento medio estacional da baixa estratosfera extratropical debido aos movementos atmosféricos compensa o arrefriamento radiactivo”.
Ademais, na tese de doutoramento preséntase unha simulación do perfil de temperatura da tropopausa e baixa estratosfera baseada no modelo teórico proposto. “A simulación utiliza datos de altitude procedentes de máis de dez anos de medicións tomadas por globo-sondas e realizadas polo Water Vapor and Ozone Group da Administración Nacional Oceánica e Atmosférica de Estados Unidos en dous sitios ubicados en latitudes medias e hemisferios opostos, como son Boulder, en Colorado, e Lauder, en Nova Celandia”, detalla por último o doutor.
