Pirocúmulonimbus (PyroCvs)es una de esas palabras que apenas habíamos oído, salvo que hubiéramos estudiado temas relacionados con grandes incendios forestales o trabajado con ellos, y que, sin embargo, oiremos cada vez más en los medios. Son un fenómeno meteorológico severo poco comprendido y dificil de predecir, impulsado por incendios grandes e intensos y condiciones meteorológicas únicas. Estas nubes generadas por el fuego están vinculadas a comportamientos extremos de los incendios que obstaculizan los esfuerzos de extinción y pueden devastar comunidades.
Los PyroCbs también pueden inyectar columnas de humo a escala volcánica en la estratosfera que rodean el globo terráqueo, permanecen allí más de un año, alteran las circulaciones estratosféricas, extienden la duración y el tamaño del agujero de ozono antártico y afectan el equilibrio radiativo de la Tierra.
Dado el aumento continuo en la actividad e intensidad de los incendios, existe una necesidad urgente de comprender y predecir mejor los impactos globales y a escala de incendio derivados de la actividad de las PyroCbs. Y por ello la NASA y otras agencias están procediendo a estudiarlos, volando sobre ellas con aviones que actúan casi de satélites, y ¡atravesándolas! con otros aviones.
La NASA está utilizando su ER-2, un avión espía U-2 convertido por sus capacidades únicas en un poderoso instrumento de investigación, para sobrevolar los incendios forestales de la Columbia Británica para comprender mejor los pirocúmulos, y el Gulfstream V para estudiar como son por dentro.
Flight Radar y otros mapas similares muestran que el avión voló en zigzag sobre el incendio de Pear Lake, en Clinton, Columbia Británica, a 60000 pies, en un vuelo de más de seis horas desde que despegó desde Great Falls, Montana. Del G.V aún no hemos tenido confirmación.
El Servicio de Incendios Forestales de B.C. señala que el incendio de Pear Lake, el más grande de la provincia con casi 1500 kilómetros cuadrados, ha generado este tipo de nubes, que se forman por el humo y el calor extremos y pueden, a su vez, provocar lluvia, rayos y tornados de fuego.
La misión INSPYRE (Injected Smoke and PYRocumulonimbus Experiment)
El Laboratorio de Investigación Naval de los Estados Unidos (NLR)dirige la misión para comprender mejor las peligrosas tormentas generadas por incendios forestales y los peligros en cascada que generan «para las operaciones de extinción de incendios, la aviación y los pronósticos meteorológicos y la seguridad nacional», según leemos en la nota de prensa.
La misión, llamada INSPYRE, se realizará durante los veranos de 2026 y 2027, utilizando el ER-2 de la NASA con base en Great Falls, Montana.
El equipo científico determinará el papel de los pirocumulonimbos (pyroCb) en el sistema terrestre y caracterizará sus vínculos físicos con el comportamiento extremo de los incendios forestales.
INSPYRE quiere demostrar la hipótesis de que el aumento del tamaño e intensidad de los incendios forestales amplificará la inyección de humo impulsada por los pyroCb en la estratosfera e inducirá cambios medibles en el equilibrio radiativo de la Tierra.
«Para probar esta hipótesis, emplearemos las plataformas aéreas ER-2 y G-V de la NASA, junto con plataformas basadas en tierra, para obtener las mediciones teledetectadas e in situ necesarias para cuantificar los procesos que conducen al desarrollo de los pyroCb, las consecuencias aguas abajo del humo inyectado por los pyroCb en la alta troposfera y baja estratosfera, y las retroalimentaciones entre los pyroCbs y el comportamiento extremo del fuego. Las observaciones abarcarán todo el espectro de actividad de incendios forestales y pirosconveciva, desde los pirocúmulos (pyroCu) precursores hasta los grandes pyroCbs que inyectan humo directamente en la estratosfera. La carga útil del ER-2 incluirá instrumentación de teledetección, mientras que la carga útil del G.V priorizará instrumentación in situ y de radiación, con un subconjunto de mediciones de teledetección. El muestreo basado en tierra incluirá sensores remotos activos de escaneo y otras mediciones in situ», aclara la NASA en su web.
Al combinar estas mediciones con observaciones satelitales y modelado, INSPYRE abordará tres preguntas científicas que establecen vínculos y retroalimentaciones entre los procesos físicos que permiten la iniciación del pyroCb, la inyección de humo en la UTLS y las consecuencias aguas abajo:
- ¿Qué incendios producen pyroCbs y por qué?
- ¿Qué mecanismos determinan si un pyroCb inyectará humo directamente en la estratosfera, y cuál será la magnitud de la estela resultante?
- ¿Cómo modifican las estelas de humo inyectadas por los pyroCbs la composición y el balance radiativo de la UTLS?
ER-2
La NASA opera dos aeronaves ER-2 como plataformas de sensores de gran altitud fácilmente desplegables para recopilar datos de teledetección e in situ sobre recursos terrestres, química y dinámica atmosférica y procesos oceánicos. Las aeronaves también se utilizan para investigación y desarrollo de sensores electrónicos, calibración de satélites y validación de datos satelitales. Operando a 70000 pies, recopila datos por encima del noventa y cinco por ciento de la atmósfera terrestre. La aeronave también proporciona un horizonte efectivo de 300 millas (480 km) o más a ese nivel de vuelo. En consecuencia, los sensores del ER-2 que adquieren imágenes terrestres o realizan sondaje atmosférico replican las características espaciales, espectrales y atmosféricas de los datos recopilados por sensores de observación terrestre a bordo de satélites en órbita.
Podéis ver, y descargar, un modelo en 3D del avión en esta web de la NASA.
| Propietario/Operador | Centro de Investigación de Vuelo Armstrong de la NASA |
| Tipo | Avión Convencional |
| Autonomía | 8,0 horas (dependiente de la carga útil y el clima) |
| Carga Útil | 2.900 libras |
| MTOW | 40.000 libras |
| Tripulación | 1 |
| Altitud Máxima | 70000 pies |
| Velocidad | 410 nudos |
| Alcance | 5.000 millas náuticas |
| Potencia | 30 kVA (115 VCA a 400 Hz), 10 kVA (28 VCC) |
| Tarifa de Usuario NASA SMD por Hora | $3.500 |
Instrumentos a bordo, actuales y pasados, según esta web de la NASA.
| Instrument Name | Operational Date(s) | Spectral Resolution | Type of Instrument |
|---|---|---|---|
| Airborne Multi-angle Imaging SpectroRadiometer (AirMISR) | 443 nm, 555 nm, 670 nm, and 865 nm | Spectrometer/Radiometer | |
| Airborne Multiangle SpectroPolarimetric Imager (AirMSPI) | 355, 380, 445, 470, 555, 660, 865, 935 nm | Spectrometer/Radiometer | |
| Advanced Microwave Precipitation Radiometer (AMPR) | 4 Bands: 10.7 GHz, 19.35 GHz, 37.1 GHz, 85.5 GHz | Spectrometer/Radiometer | |
| Airborne Visible/InfraRed Imaging Spectrometer – 5th Generation (AVIRIS-5) | 380-2500 nm solar-reflected spectrum with 5 nm spectral sampling | Spectrometer/Radiometer | |
| Airborne Visible/InfraRed Imaging Spectrometer – Classic (AVIRIS-C) | 1987 to 2025 | Approximately 10 nm intervals, with a spectral range from 400 to 2500 nm | Spectrometer/Radiometer |
| Airborne Visible InfraRed Imaging Spectrometer – Next Generation (AVIRIS-NG) | 2012 – present | Resolution: 5 nm Range: 380 to 2510 nm | Spectrometer/Radiometer |
| Cloud Physics Lidar (CPL) | 2000 – present | 1064, 532, and 355 nm | Profiler/Sounder |
| Cloud Radar System (CRS) | Radar | ||
| ER-2 Doppler Radar (EDOP) | Doppler Radar | ||
| Enhanced MODIS Airborne Simulator (eMAS) | Jan. 1995 – present | 38 spectral channels at 0.445-14.1 µm | Spectrometer/Radiometer |
| ER-2 X-band Doppler Radar (EXRAD) | Doppler Radar | ||
| High Altitude Monolithic Microwave Integrated Circuit (MMIC) Sounding Radiometer (HAMSR) | 25 sounding channels in three bands: 50-60 GHz, 118 GHz, 183 GHz | Profiler/Sounder | |
| High-Altitude Imaging Wind and Rain Airborne Profiler (HIWRAP) | 13.47 GHz, 13.91 GHz, 33.72 GHz, 35.56 GHz | Radar | |
| Hyperspectral Thermal Emissions Spectrometer (HyTES) | July 2012 – November 2023 | 256 bands; 7500 to 12,000 nm in 17-nm intervals | Spectrometer/Radiometer |
| Lidar Atmospheric Sensing Experiment (LASE) | Spectrometer/Radiometer | ||
| Lightning Instrument Package (LIP) | Field Mills and Conductivity Probes | ||
| Multispectral Atmospheric Mapping Sensor (MAMS) | April 1 – September 30, 1998 | 0.42-12.56 μm | Spectrometer/Radiometer |
| MODIS/ASTER Airborne Simulator (MASTER Spectrometer) | 1998 – present | 50 spectral channels in the 0.4-13 μm wavelength | Spectrometer/Radiometer |
| NPOESS Aircraft Sounder Testbed – Microwave Temperature Sounder (NAST-MTS) | 50 – 56 GHz | Profiler/Sounder | |
| Pushbroom Imager for Cloud and Aerosol Research and Development (PICARD) | Sept. 2024 – present | Spectrometer/Radiometer | |
| Portable Remote Imaging Spectrometer (PRISM) | image spectrometer: 350 to 1050 nm; 246 bands in approximately 2.85-nm intervals spot spectrometers: 1240 and 1640 nm | Spectrometer/Radiometer | |
| TROPICS Millimeter-wave Sounder (TMS) | May 25, 2023 – present | W-band 92 GHz; F-band 114 to 119 GHz; G-band 183 and 204 GHz | Earth Observation Satellite |
Atravesando las nubes generadas por el fuego
Sabemos que hay tripulaciones de la NOAA que atraviesa huracanes y nubes para obtener datos. Y algo parecido es lo que van a hacer las tripulaciones del Centrro Nacional de Investigación Atmosférica o NCAR con su Gulfstream G.V, atravesando los pirocúmulonimbus para estudiarlos desde dentro (a esto se referían en la nota de prnsa con datos in situ en contra posición con los obtenidos por telemetría).
La aeronave transporta una impresionante carga de 2500kg (5600) libras de sensores, que incluye instrumentación de radiación y un conjunto de 15 instrumentos específicamente diseñados para esta misión. En cada vuelo, dos pilotos y ocho miembros de tripulación a bordo se encargarán de recolectar datos en tiempo real sobre las condiciones en el interior de estas nubes: gotas, cristales de hielo, intensidad lumínica, vapor de agua y condiciones atmosféricas generales. Uno de los instrumentos a bordo, el Single Particle Soot Photometer, utiliza tecnología láser para medir partículas individuales de hollín presentes en estos cumulonimbos, con el objetivo de comprender mejor cómo estas columnas afectan a la atmósfera terrestre a largo plazo. El Gulfstream V tiene programadas 100 horas de vuelo entre su primera salida oficial y el 10 de septiembre.
Fuentes
- NASA
- NLR
- BIV
- Gulfstream G.V
- Fotos: todas vienen de las notas de prensa de la NASA o de esta página de fotografías de la NASA.
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