La Península Antártica (PA) se encuentra entre las regiones de la Tierra que se calentó más rápidamente durante la segunda parte del siglo pasado. Este calentamiento se ha asociado con el desplazamiento hacia el sur del cinturón de los oeste debido al agotamiento del ozono estratosférico (Seok-Woo et al. 2009). Los cambios en el patrón de circulación atmosférica en las altas latitudes del polo sur, acompañados de un ambiente de calentamiento, modificarán las características de las nubes que afectan al PA, y estos cambios deben estudiarse, en particular para evaluar la retroalimentación radiativa de las nubes. El componente predominante del viento del norte (sur) advectará masas de aire más cálidas y húmedas (más frías y más secas) hacia el PA y, por lo tanto, las características de las nubes que afectan el sector norte de la PA dependerán del viento predominante. Al mismo tiempo, las nubes tienen un fuerte impacto en el balance energético de la superficie a través de la modificación de la radiación descendente (Silber et al. 2019), y su papel no se comprende bien, principalmente en un ambiente más cálido. Las nubes líquidas super enfriadas son comunes a lo largo de la costa de la Antártida, con importantes consecuencias radiativas, pero los modelos globales suelen subestimar la cantidad de agua líquida super enfriada en las nubes polares. Además, en el Océano Austral (SO), los modelos climáticos y los reanálisis tienen sesgos al representar la radiación de onda corta absorbida atribuida a sesgos en las nubes y el albedo. A pesar de la necesidad de una comprensión detallada de las nubes antárticas, las mediciones in situ son limitadas, principalmente durante el invierno.
Esta propuesta tiene como objetivo una mejor caracterización y comprensión de la circulación atmosférica alrededor de la PA, incluidas las propiedades de las nubes, los impactos en la producción de hielo marino y el balance de radiación superficial, en la Isla Rey Jorge (KGI, 62 ° S) en el extremo norte de la PA y áreas marinas circundantes. El principal esfuerzo de la propuesta será realizar observaciones in situ durante el período de uno a dos meses en invierno. Para ello, realizaremos observaciones exhaustivas de la radiación de la superficie y las propiedades de las nubes mediante el uso de un espectrorradiómetro de onda corta (un instrumento basado en monocromadores dobles) e instrumentos ópticos terrestres (incluido un Mini Micro Pulse Lidar existente - MiniMPL), ya implementado en KGI. . El MiniMPL proporciona perfiles de nubes y aerosoles troposféricos, incluida la fase de nube (líquida o helada). Los datos auxiliares incluirán radiosondas transportadas por globos, datos adicionales de radiómetros infrarrojos y radiometría de banda ancha. Se validarán las mediciones de nubes basadas en satélites, los datos de reanálisis y las mediciones de superficie sobre la PA. Además, compararemos y validaremos el modelo regional Polar-WRF operacionalmente ejecutado por el Servicio Meteorológico de Chile. En consecuencia, proponemos una campaña de campo relacionada con el clima de 4 años en algún momento durante mayo-julio que será la primera de su tipo en el extremo norte de la PA.
Las mediciones in situ de invierno proporcionarán datos observados para validar simulaciones de modelos regionales y globales de diferentes variables atmosféricas, incluidas las propiedades de las nubes (CNRM, GISS, GFDL, IPSL-CM5b, CAM y PWRF). Además, los datos se utilizarán para probar los datos de reanálisis (es decir, ERA5 y MERRA-2) y validar productos satelitales como el proporcionado por los satélites CloudSat y CALIPSO, así como los conjuntos de datos CERES y EBAF. Esto nos permitirá extender nuestros resultados espacial y temporalmente, y apoyar indirectamente los modelos climáticos de mesoescala que se calibran mediante el uso de datos de nubes de detección remota.
Esperamos proporcionar un conjunto de datos único para la investigación climática y atmosférica que complementará las observaciones realizadas en otras partes de la Antártida. De hecho, nuestra propuesta se basará en los resultados de la Instalación de Medición de Radiación Atmosférica (ARM), el Experimento de Radiación de la Antártida Occidental (AWARE) y el Estudio Experimental de Transporte de Aerosoles, Radiación y Nubes del Océano Soterno (SÓCRATES). Esperamos contribuir a abordar la cuestión de por qué hay sesgos persistentes en los modelos climáticos en el Océano Austral, con el objetivo de mejorar las simulaciones actuales y las proyecciones climáticas futuras.
Por lo tanto, esta propuesta dará la oportunidad de estudiar la meteorología / clima sobre el KGI y la región circundante. Se necesitan observaciones en esta región crucial, donde los modelos climáticos subestiman significativamente el reflejo de la radiación de onda corta por las nubes y, en consecuencia, tienden a sobreestimar el calentamiento del océano, sesgando las simulaciones de la ubicación de la corriente en chorro y afectando las proyecciones climáticas a escala global.