Organización de Estados Iberoamericanos Para la Educación, la Ciencia y la Cultura

Servicio Informativo Iberoamericano Octubre 1999 (1)

Perú

Contribución de los científicos peruanos al estudio del rompecabezas climático

Fenómenos observados por primera vez en el Antártico están dando claves del comportamiento de la alta atmósfera (80 kilómetros de altura en la llamada mesosfera, estratosfera y troposfera) de suma importancia para el estudio del clima global. Los resultados aportan parámetros que se espera ayudarán a entender mejor diversos procesos meteorológicos. No sólo es el agujero en la capa de ozono, sino también el calentamiento global y las posibles causas de ambos, lo que preocupa a los científicos. El estudio de estos dos eventos esta ayudando a armar el rompecabezas climático, en cuya solución, científicos peruanos están desempeñando un papel de primera línea.

Radar de Jicamarca. Fotografía tomada de la página web del Instituto Geofísico del Perú.

Por Claudia Bayona, Corresponsal del Servicio Informativo Iberoamericano de la OEI. Lima. Perú.-

La localización geográfica del Perú en el Ecuador Magnético resulta ventajosa para realizar diversos estudios atmosféricos. Debido a que el Ecuador Magnético pasa a 12 grados al sur del Ecuador Geográfico, en el año 1962 se instaló a 30 kilómetros de Lima el radar de Jicamarca. Este instrumento, el más grande de su género en el mundo, con 90.000 m² y 20.000 antenas dipolo, se ha dedicado desde entonces al estudio de la alta atmósfera. ¿Por qué Estados Unidos escogió este lugar para construir la primera facilidad en el mundo dedicada al estudio de la ionosfera ecuatorial? La respuesta es simple: en Jicamarca el campo magnético es horizontal a la superficie terrestre, lo que permite que la antena allí construía, apunte en forma perpendicular al campo magnético terrestre y, de esta forma, facilite mediciones atmosféricas. Además el sitio esta rodeado de montañas, lo que evita interferencias, y el terreno libre es suficientemente amplio para realizar experimentos especiales.

En sus 36 años de funcionamiento, Jicamarca se ha ganado un lugar de prestigio en el mundo científico internacional. Además de descubrir diversos fenómenos –como tormentas ionosféricas que afectan las comunicaciones-, en 1969 estudió la consistencia del suelo lunar antes de la llegada de los astronautas.

Las potentes señales del radar, cuyos ecos son analizados, presentan un recurso único en su género para estudiar los fenómenos que ocurren en nuestra atmósfera a grandes alturas. Entre estos están los vientos, el comportamiento de las partículas ionizadas y las temperaturas. Por su capacidad de recoger este tipo de información, radares similares han sido construidos en diversas partes del mundo, varios con la asesoría de científicos peruanos.

Uno de estos radares fue construido en 1993 por el Instituto Geofísico del Perú (IGP), con la colaboración de la Universidad de Piura y del Doctor B. Bosley de la Universidad de Colorado, en la Antártida, en una base que ha sido denominada Machu Picchu. Este radar, de 5.000 m² con una potencia de 90Kw. es operado sólo durante el verano antártico, período en el cual se producen ciertos fenómenos especiales, que han sido objeto de estudio de la última expedición realizada a principios de este año, la expedición ANTAR IX, expedición que duró más de dos meses a cargo de la Marina de Guerra del Perú, tiempo en el cual se realizaron investigaciones que abarcaron aspectos desde la biología marina hasta el estudio de la alta atmósfera. Además de activar la base de Machu Picchu, la expedición continuó hasta la base británica de Rotera. Ahí, debajo del círculo polar, en colaboración con científicos ingleses de la base Rotera y alemanes de la Universidad de Bonn, fueron lanzados más de 40 cohetes con globos de mylar metalizados para estudiar la mesosfera.

Las nubes luminosas nocturnas

Uno de los fenómenos que ha intrigado a los científicos desde fines del siglo pasado son las llamadas "nubes noctiluminicentes" (NLC), fenómeno que consiste en nubes tan altas que captan los rayos del sol desde más allá del horizonte, de modo que su luminiscencia puede observarse de noche. La presencia de las NLC había sido observada en el Artico por primera vez en 1885, ocasión en que fue atribuida a la erupción del volcán Krakatoa, ocurrido dos años antes en el estrecho de Sonda. Sin embargo, el hecho de no haber sido vistas nunca antes --a pesar de su espectacularidad-- pero sí de allí en adelante, hace pensar que su origen no es volcánico sino producto de la actividad humana en la era industrial.

En épocas recientes --a partir de la construcción del radar de Poker Flat en Alaska-- fueron detectados los ecos polares mesosféricos de verano (PNSE), que se producen en la mesosfera, la zona de la alta atmósfera que abarca desde los 45 hasta los 87 kilómetros de altura. La coincidencia de ubicación, altura y tiempo de estos dos fenómenos ha llevado a pensar en una conexión entre las nubes NLC y los PNSE, relación que el radar de Poker Flat ha comprobado.

A raíz de los descubrimientos de Alaska, los científicos del IGP instalaron el radar de Machu Picchu e iniciaron la búsqueda de fenómenos similares topándose con la sorpresa que el fenómeno en cuestión es entre mil y 10 mil veces más débil en la Antártida, lo que despertó gran interés en la comunidad científica.

La causa es la temperatura

Los científicos peruanos plantearon una hipótesis sobre la causa de la diferencia del fenómeno en ambas regiones, para lo cual diseñaron experimentos destinados a establecer la diferencia de temperaturas (la causa por ellos postulada). Precisamente para verificar las mediciones se han lanzado los 40 cohetes con globos de mylar metalizados en la base de Rotera. El experimento estuvo destinado a calcular la temperatura a diversas alturas de la mesósfera.

Consistió en lanzar cohetes que llevan en la cabeza un globo desinflado que, al alcanzar unos 100 kilómetros, se desprende e infla por detonación para iniciar su descenso. Durante su caída, los globos son rastreados por el radar convencional de Rotera, permitiendo calcular la temperatura a diversas alturas de la mesosfera.

Para captar los ecos de las nubes NLC simultáneamente con la temperatura obtenida por el radar de Rotera, los científicos del Instituto Geofísico del Perú (IGP) diseñaron y construyeron un radar en el Humboldt. Este consta de una red de antenas dípolo, de 27 metros de largo por 21 de ancho, sobre una estructura especial a lo ancho del buque, único en su género, que permite captar con precisión los ecos.

Durante el lanzamiento de los cohetes, los investigadores del IGP obtuvieron los datos que les permitieron comprobar que los ecos --y por consiguiente las nubes-- coinciden con las zonas de más baja temperatura. De esta manera, las observaciones hechas por los radares del Humboldt y de Machu Picchu explican la diferencia drástica entre la intensidad del fenómeno ártico y el antártico: la temperatura.

Una herramienta meteorológica

A muchos les sorprenderá que fenómenos que ocurren a 80 kilómetros de altura, y que dependen de una diferencia de pocos grados, justifiquen ese gran esfuerzo de investigación. Sin embargo, el estudio de la alta atmósfera es hoy una de las ramas de investigación de mayor importancia, debido a su sensibilidad a los cambios climáticos. Si el hombre cambia el clima, el cambio se hará notar primero en la alta atmósfera que, además de advertir sobre cambios climáticos globales, es un depositario de gran duración de las sustancias que los causan.

Las grandes erupciones volcánicas dejan su huella en la alta atmósfera, desde donde influyen en los cambios climáticos, alterando la incidencia de la radiación solar, y eventualmente la de la radiación terrestre. Algunas sustancias producto de la actividad humana terminan en la alta atmósfera, a veces con consecuencias imprevistas. Este es el caso de los clorofluorocarbonos (CFC’s) causantes del agujero en la capa de ozono. Hasta ahora no se conoce los volúmenes de metano que escapan a la alta atmósfera, ni sus consecuencias directas, excepto por la hipótesis sobre su participación en la formación de nubes noctiluminicentes.

A través de su experiencia con el estudio de la alta atmósfera, el IGP, con la colaboración de la Marina de Guerra del Perú y la Universidad de Piura, está ayudando a armar el rompecabezas del clima global. Son muchas las interrogantes que se plantean, entre ellas la del calentamiento global, aparentemente causado por las emisiones de anhídrido carbónico (CO₂) producto de la actividad humana. Sin embargo existen muchos factores, cuya interacción origina cambios --como El Niño-- cuyas consecuencias directas estamos sufriendo. Cualquier herramienta que permita entender y eventualmente prever estos cambios es de capital importancia para todos los que habitamos el planeta.

OEI

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