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A sonda espacial DAVINCI da NASA mergulha na atmosfera infernal de Vênus

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A sonda espacial DAVINCI da NASA mergulha na atmosfera infernal de Vênus

A missão DAVINCI da NASA estudará a origem, evolução e estado atual de Vênus em detalhes sem precedentes, desde o topo das nuvens até a superfície do planeta. O objetivo da missão é ajudar a responder a perguntas de longa data sobre nosso planeta vizinho, especialmente se Vênus é tão úmido e habitável quanto a Terra. Crédito: Goddard Space Flight Center da NASA

ano passado, A NASA foi selecionada o A MISSÃO DE DAVINCI Como parte de seu programa Discovery. Investigará a origem, desenvolvimento e condição[{” attribute=””>Venus in unparalleled detail from near the top of the clouds to the planet’s surface. Venus, the hottest planet in the solar system, has a thick, toxic atmosphere filled with carbon dioxide and an incredible pressure of pressure is 1,350 psi (93 bar) at the surface.

Named after visionary Renaissance artist and scientist Leonardo da Vinci, the DAVINCI mission Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging will be the first probe to enter the Venus atmosphere since NASA’s Pioneer Venus in 1978 and USSR’s Vega in 1985. It is scheduled to launch in the late 2020s.

Now, in a recently published paper, NASA scientists and engineers give new details about the agency’s Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging (DAVINCI) mission, which will descend through the layered Venus atmosphere to the surface of the planet in mid-2031. DAVINCI is the first mission to study Venus using both spacecraft flybys and a descent probe.

DAVINCI, a flying analytical chemistry laboratory, will measure critical aspects of Venus’ massive atmosphere-climate system for the first time, many of which have been measurement goals for Venus since the early 1980s. It will also provide the first descent imaging of the mountainous highlands of Venus while mapping their rock composition and surface relief at scales not possible from orbit. The mission supports measurements of undiscovered gases present in small amounts and the deepest atmosphere, including the key ratio of hydrogen isotopes – components of water that help reveal the history of water, either as liquid water oceans or steam within the early atmosphere.


A NASA escolheu a missão DAVINCI+ (Deep Atmosphere Investigation of Noble Gases, Chemistry, and Imaging+) como parte de seu programa de descoberta, e será a primeira sonda a entrar na atmosfera de Vênus desde o astronauta Vênus da NASA em 1978 e a URSS Vega em 1985 Nomeie a missão do DAVINCI+ para o artista e estudioso da Renascença, Leonardo da Vinci, para trazer as tecnologias do século 21 para o próximo mundo. DAVINCI+ pode revelar se o planeta irmão da Terra se parece muito com o gêmeo da Terra em um passado distante, possivelmente hospitaleiro com oceanos e continentes. Crédito: Goddard Space Flight Center da NASA

A nave espacial Carrier, Relay, and Imaging (CRIS) da missão tem dois instrumentos a bordo que estudarão as nuvens do planeta e mapearão as regiões montanhosas como Vênus sobrevoando, e também lançará um pequeno módulo de aterrissagem de cinco instrumentos que fornecerá uma variedade de novos medições com altíssima precisão à medida que desce para a superfície de Vênus infernal.

“Este conjunto de dados químicos, ambientais e de linhagem irá pintar uma imagem das camadas da atmosfera de Vênus e como elas interagem com a superfície das Montanhas Alpha Reggio, que são duas vezes o tamanho do Texas”, disse Jim Garvin, autor principal. Do artigo de pesquisa no Journal of Planetary Science e do investigador principal DAVINCI do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. “Essas medições nos permitirão avaliar aspectos históricos da atmosfera, bem como detectar tipos especiais de rochas na superfície, como granito, enquanto também procuramos características da paisagem que possam nos informar sobre erosão ou outros processos formativos”.

Sonda DAVINCI perto da superfície de Vênus

A DAVINCI enviará uma sonda com um diâmetro de um metro para suportar as altas temperaturas e pressões próximas à superfície de Vênus para explorar a atmosfera acima das nuvens até perto da superfície do terreno que pode ter sido um antigo continente. Durante seus quilômetros finais de queda livre (a impressão do artista é mostrada aqui), a sonda capturará pela primeira vez imagens impressionantes e medições químicas da atmosfera mais profunda de Vênus. Crédito: NASA/GSFC/CI Labs

A DAVINCI usará três tipos de auxílios gravitacionais de Vênus, que fornecem combustível usando a gravidade do planeta para alterar a velocidade e/ou direção do sistema de voo CRIS. Os dois primeiros assistentes gravitacionais ajudarão a preparar o CRIS para um sobrevoo de Vênus para realizar o sensoriamento remoto no ultravioleta e no infravermelho próximo, obtendo mais de 60 gigabytes de novos dados sobre a atmosfera e a superfície. A terceira assistência gravitacional de Vênus criará a espaçonave de lançamento da sonda para entrada, descida, bandeira e pouso, bem como uma transição de acompanhamento para a Terra.

O primeiro sobrevoo de Vênus será seis meses e meio após o lançamento, e levará dois anos para colocar a sonda em posição para reentrar na atmosfera acima de Alpha Regio sob iluminação perfeita ao “meio-dia”, com o objetivo de medir a paisagem de Vênus em escalas de 328 pés (100 metros) a mais de um metro. Esses medidores permitem que estudos geológicos no estilo de aterrissagem sejam conduzidos nas montanhas de Vênus sem a necessidade de um pouso.

A sonda de atmosfera profunda Da Vinci desce através da densa atmosfera de dióxido de carbono de Vênus

A sonda de atmosfera profunda DAVINCI desce através da densa atmosfera de dióxido de carbono de Vênus em direção às montanhas Alpha Regio. Crédito: Goddard Space Flight Center da NASA

Quando o CRIS estiver a cerca de dois dias de distância de Vênus, o sistema de voo da sonda será lançado junto com a sonda de titânio de três pés (um metro) acondicionada com segurança dentro. A sonda começará a interagir com a atmosfera superior de Vênus, 120 quilômetros acima da superfície. A sonda científica começará as observações científicas depois que o escudo térmico for eliminado cerca de 67 quilômetros acima da superfície. Com a proteção térmica removida, as entradas da sonda engoliriam amostras de gás atmosférico para medições químicas detalhadas do tipo que foram feitos em[{” attribute=””>Mars with the Curiosity rover. During its hour-long descent to the surface, the probe will also acquire hundreds of images as soon as it emerges under the clouds at around 100,000 feet (30,500 meters) above the local surface.

“The probe will touch-down in the Alpha Regio mountains but is not required to operate once it lands, as all of the required science data will be taken before reaching the surface.” said Stephanie Getty, deputy principal investigator from Goddard. “If we survive the touchdown at about 25 miles per hour (12 meters/second), we could have up to 17-18 minutes of operations on the surface under ideal conditions.”

DAVINCI is tentatively scheduled to launch June 2029 and enter the Venusian atmosphere in June 2031.

“No previous mission within the Venus atmosphere has measured the chemistry or environments at the detail that DAVINCI’s probe can do,” said Garvin. “Furthermore, no previous Venus mission has descended over the tesserae highlands of Venus, and none have conducted descent imaging of the Venus surface. DAVINCI will build on what Huygens probe did at Titan and improve on what previous in situ Venus missions have done, but with 21st century capabilities and sensors.”

Reference: “Revealing the Mysteries of Venus: The DAVINCI Mission” by James B. Garvin, Stephanie A. Getty, Giada N. Arney, Natasha M. Johnson, Erika Kohler, Kenneth O. Schwer, Michael Sekerak, Arlin Bartels, Richard S. Saylor, Vincent E. Elliott, 24 May 2022, The Planetary Science Journal.
DOI: 10.3847/PSJ/ac63c2

NASA Goddard is the principal investigator institution for DAVINCI and will perform project management for the mission, provide science instruments as well as project systems engineering to develop the probe flight system. Goddard also leads the project science support team with an external science team from across the US. Discovery Program class missions like DAVINCI complement NASA’s larger “flagship” planetary science explorations, with the goal of achieving outstanding results by launching more smaller missions using fewer resources and shorter development times. They are managed for NASA’s Planetary Science Division by the Planetary Missions Program Office at Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama.

Major partners for DAVINCI are Lockheed Martin, Denver, Colorado, The Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland, NASA’s Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California, Malin Space Science Systems, San Diego, California, NASA’s Langley Research Center, Hampton, Virginia, NASA’s Ames Research Center at Moffett Federal Airfield in California’s Silicon Valley, and KinetX, Inc., Tempe, Arizona, as well as the University of Michigan in Ann Arbor.

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Daily Telescope: Observando um remanescente de supernova de 800 anos

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Daily Telescope: Observando um remanescente de supernova de 800 anos
Mais Zoom / Imagem composta de SNR 1181.

NASA, ESA, JPL e outros. o.

Bem-vindo ao Telescópio Diário. Há muito pouca escuridão neste mundo e pouca luz, muito pouca pseudociência e pouca ciência. Deixaremos que as outras postagens forneçam seu horóscopo diário. Na Ars Technica faremos um caminho diferente, inspirando-nos em imagens muito reais de um universo repleto de estrelas e maravilhas.

Bom dia. É 28 de março e a imagem de hoje vem do Observatório de Raios-X Chandra da NASA, bem como de uma série de outros observatórios.

É uma imagem composta do remanescente de supernova SNR 1181. O nome do objeto nos dá uma pista de quando este objeto se tornou uma supernova: o ano de 1181. Durante cerca de meio ano, a “nova” estrela apareceu na constelação de Cassiopeia. Demorou muito até que os astrónomos, utilizando telescópios modernos, conseguissem encontrar os restos desta supernova, mas finalmente conseguiram na última década.

Esta imagem combina comprimentos de onda de raios X, ópticos e infravermelhos para dar vida aos restos mortais. Ao fazer isso, os astrônomos conseguiram descobrir o que causou a supernova. Aparentemente foi uma quantidade incrível de espionagem astronômica:

Estudos da composição das várias partes do remanescente levaram os cientistas a acreditar que ele foi formado em uma explosão termonuclear, mais precisamente, um tipo especial de supernova denominado evento subluminoso Tipo Iax. Durante este evento, duas estrelas anãs brancas se fundiram, e normalmente não seriam esperados vestígios deste tipo de explosão. Mas explosões incompletas podem deixar uma espécie de estrela “zumbi”, como a massiva estrela anã branca deste sistema. Esta estrela extremamente quente, uma das estrelas mais quentes da Via Láctea (cerca de 200.000 graus Celsius), tem ventos estelares rápidos de até 16.000 quilómetros por hora. A combinação de uma estrela e uma nebulosa torna esta uma oportunidade única para estudar explosões tão raras.

Aliás, o Observatório Chandra enfrenta severos cortes orçamentais, apesar de continuar a funcionar. Há um esforço para salvar O Grande Observatório.

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fonte: Observatório de raios X Chandra

Quer enviar uma foto para o Daily Telescope? Entre em contato conosco e diga olá.

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Como os sólitons distorcem o tempo, o espaço e as regras

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Como os sólitons distorcem o tempo, o espaço e as regras

Os sólitons topológicos, que são parte integrante de vários processos naturais e tecnológicos, estão a ser aproveitados através de interações não recíprocas para inovação na ciência dos materiais e na robótica, oferecendo novas possibilidades de locomoção autopropulsada e funcionalidade avançada. Crédito: SciTechDaily.com

Se anda como uma partícula e fala como uma partícula… provavelmente não é uma partícula. Um sóliton topológico é um tipo especial de onda ou deslocamento que se comporta como uma partícula: pode se mover, mas não pode se espalhar e desaparecer como seria de esperar, por exemplo, de uma ondulação na superfície de um lago. Em um novo estudo publicado em naturezaPesquisadores da Universidade de Amsterdã demonstraram o comportamento incomum de isolamentos topológicos em um metamaterial robótico, algo que poderá ser usado no futuro para controlar como os robôs se movem, sentem o que os rodeia e se comunicam.

Isolados topológicos podem ser encontrados em muitos lugares e em muitas escalas de comprimento diferentes. Por exemplo, eles assumem a forma de dobras Os fios telefônicos estão enrolados E moléculas grandes, como proteínas. Numa escala completamente diferente, A Buraco negro Pode ser entendido como um sóliton topológico na estrutura do espaço-tempo. Os solitons desempenham um papel importante nos sistemas biológicos, estando relacionados aos organismos vivos Dobramento de proteínas E Morfologia – Desenvolvimento de células ou órgãos.

As características únicas dos sólitons topológicos – que podem se mover, mas sempre mantêm sua forma e não podem desaparecer repentinamente – são particularmente interessantes quando combinadas com as chamadas interações não recíprocas. “Nesta interação, o fator A interage com o fator B de forma diferente da forma como o fator B interage com o fator A”, explica Jonas Veenstra, estudante de doutoramento na Universidade de Amesterdão e primeiro autor da nova publicação.

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“As interações não recíprocas são comuns na sociedade e nos sistemas vivos complexos, mas têm sido ignoradas há muito tempo pela maioria dos físicos porque só podem existir num sistema fora do equilíbrio”, continua Veenstra. Ao introduzir interações não recíprocas nos materiais, esperamos remover as fronteiras entre materiais e máquinas e criar materiais vivos ou semelhantes à vida.

O Laboratório de Materiais Automatizados onde Veenstra conduz suas pesquisas é especializado em design metamateriais: Materiais artificiais e sistemas robóticos que interagem com seu ambiente de forma programável. A equipa de investigação decidiu estudar a interação entre interações não recíprocas e isolamentos topológicos há quase dois anos, quando os estudantes Anahita Sarvi e Chris Ventura Minnersen decidiram prosseguir o seu projeto de investigação para o curso de mestrado “Habilidades Académicas para Investigação”.

Soluções robóticas de metamateriais

O metamaterial robótico soliton e anti-soliton fica na fronteira entre as seções inclinadas para a esquerda e para a direita da cadeia. Cada haste azul é conectada às suas vizinhas com elásticos rosa, e há um pequeno motor sob cada haste que torna as interações entre as hastes adjacentes não recíprocas. Crédito: Jonas Veenstra/UvA

Soliton se move como um dominó

O metamaterial hospedeiro soliton desenvolvido pelos pesquisadores consiste em uma série de hastes rotativas ligadas entre si por faixas elásticas – veja a figura abaixo. Cada haste é montada em um pequeno motor que aplica uma pequena força à haste, dependendo de como ela está orientada em relação aos vizinhos. Mais importante ainda, a força aplicada depende de qual lado o vizinho está, tornando as interações entre as barras adjacentes não recíprocas. Finalmente, os ímãs nas barras são atraídos por ímãs colocados próximos à corrente, de modo que cada barra tenha duas posições preferidas, giradas para a esquerda ou para a direita.

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Os isolados encontrados neste metamaterial são os locais onde as partes giratórias esquerda e direita da cadeia se encontram. Limites complementares entre seções de cordas giradas para a direita e para a esquerda são chamados de antisólitons. Isso é semelhante às torções nos fios telefônicos enrolados à moda antiga, onde seções de fio que giram no sentido horário e anti-horário se encontram.

Quando os motores em série são desligados, os sólitons e contra-solidões podem ser acionados manualmente em qualquer direção. No entanto, uma vez que os motores – e, portanto, as interações mútuas – são acionados – os sólitons e anti-sólons deslizam automaticamente ao longo da cadeia. Ambos se movem na mesma direção, a uma velocidade determinada pela propriedade de não reciprocidade imposta pelos motores.

Feenstra: “Muitas pesquisas se concentraram em mover sólitons topológicos aplicando forças externas. Nos sistemas estudados até agora, descobriu-se que sólitons e anti-solitons se movem naturalmente em direções opostas. No entanto, se você quiser controlar o comportamento de (anti-sólitons) -solitons) ), você pode querer empurrá-los na mesma direção. Descobrimos que as interações não recíprocas conseguem exatamente isso. As forças não recíprocas são proporcionais ao spin gerado pelo soliton, de modo que cada soliton gera seu próprio força motriz.

O movimento dos sólitons é como a queda de uma série de dominós, cada um derrubando o outro. No entanto, ao contrário do dominó, as interações não recíprocas garantem que a “derrubada” só possa acontecer numa direção. Embora um dominó só possa cair uma vez, um sóliton movendo-se ao longo do metamaterial simplesmente configura a corrente para que o anti-sóliton se mova através dele na mesma direção. Em outras palavras, qualquer número de isolados e anti-isolados pode passar pela cadeia sem precisar ser “reinicializado”.

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Controle de movimento

Compreender o papel do impulso não recíproco não só nos ajudará a compreender melhor o comportamento dos sólitons topológicos em sistemas vivos, mas também poderá levar a avanços tecnológicos. O mecanismo que gera os sólitons autônomos unidirecionais revelados neste estudo poderia ser usado para controlar o movimento de diferentes tipos de ondas (conhecido como direção de ondas) ou para fornecer ao metamaterial uma capacidade básica de processamento de informações, como a filtragem.

Os robôs futuros também poderiam usar silos topológicos para funções robóticas básicas, como movimento, sinalização e detecção do ambiente. Estas funções não serão mais controladas a partir de um ponto central, mas surgirão da soma das partes ativas do robô.

No geral, o efeito dominó dos sólitons em materiais sintéticos, agora uma observação interessante em laboratório, poderá em breve começar a desempenhar um papel em vários ramos da engenharia e do design.

Referência: “Sólitons topológicos não recíprocos em metamateriais ativos” por Jonas Veenstra, Oleksandr Gamayon, Xiaofei Guo, Anahita Sarvi, Chris Ventura Meinersen e Corentin Collet, 20 de março de 2024, natureza.
doi: 10.1038/s41586-024-07097-6

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Uma análise antecipada das previsões de cobertura de nuvens para o eclipse solar

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Comecemos pelo princípio: você não obterá nada aqui que se assemelhe a uma previsão de nuvem confiável de alguns minutos daqui a 12 dias. Mas se você planeja ver o eclipse solar total em 8 de abril, especialmente planos de viagem, achamos que você está desesperado o suficiente para continuar lendo.

Com toda a seriedade, há algumas coisas que podemos dizer sobre as previsões iniciais daquele dia, e algumas coisas que vale a pena aprender antes de começar a verificar obsessivamente as previsões todos os dias, várias vezes ao dia, se ainda não o fez.

Por que as nuvens são tão difíceis de prever?

As nuvens são um dos fatores climáticos mais difíceis de prever, mesmo com apenas alguns dias de antecedência, quanto mais com mais de 10 dias de antecedência.

Não são apenas os grandes sistemas de tempestades que produzem uma cobertura generalizada de nuvens. Estas nuvens são relativamente fáceis de prever, especialmente dentro de alguns dias. Distúrbios menores e mais fracos na atmosfera também podem gerar nuvens, mesmo quando não contêm umidade suficiente para a precipitação. Enquanto isso, o céu pode passar de completamente nublado a completamente limpo a apenas 80 quilômetros de uma frente meteorológica, enquanto as previsões do modelo sobre a localização da frente podem estar erradas duas vezes mais com um ou dois dias de antecedência.

O desafio é que a cobertura de nuvens muitas vezes depende de processos que ocorrem em escalas muito pequenas na atmosfera, pequenas o suficiente para que os modelos não tenham dados detalhados suficientes para resolvê-los com precisão.

Por que preciso saber o que é uma “banda”?

Geralmente tentamos manter o jargão técnico ao mínimo. No entanto, para aqueles que investiram nestas previsões, é útil saber o que é um “grupo” e porque é que é importante.

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Existem dois tipos principais de modelos de previsão: determinísticos e conjuntos.

O modelo determinístico é a previsão que você está acostumado a ver. São previsões com uma única solução: a temperatura será X, a chance de precipitação será Y e a cobertura de nuvens será Z. Essas previsões geralmente são mais precisas com dois ou três dias de antecedência.

Para previsões com vários dias a cerca de duas semanas de antecedência, a maioria dos meteorologistas prefere observar os aglomerados. Estas são essencialmente múltiplas execuções de previsões determinísticas. Em cada execução ou simulação, as observações meteorológicas brutas inseridas nos modelos são ligeiramente modificadas para representar imperfeições tanto nas observações quanto nos próprios modelos. Ao analisar semelhanças e diferenças entre múltiplas simulações, os meteorologistas podem ter uma ideia melhor do alcance e das probabilidades dos possíveis resultados climáticos e da confiança geral na previsão.

Quais são as previsões inevitáveis ​​para 8 de abril?

A imagem acima é um modelo de previsão determinística para o meio-dia de 8 de abril. Ele mostra muitas nuvens em grande parte do caminho da totalidade, a faixa de aproximadamente 185 quilômetros de largura que se estende pelos Estados Unidos, do Texas ao Maine. Pode ser completamente verdade ou pode estar completamente errado. São dias demais para basear qualquer coisa em expectativas determinísticas.

O que mostra é semelhante à climatologia – ou condições médias de nuvens para esta época do ano – com céus mais claros no Texas e aumento de nuvens no Nordeste. No entanto, também existem bolsões de céu limpo no Nordeste, associados a uma área prevista de alta pressão próxima, na costa leste.

Quais grupos aparecem?

A imagem acima mostra uma previsão coletiva da pressão atmosférica, usando a pressão média prevista em 30 simulações do Sistema de Modelagem dos EUA. Em geral, as áreas de baixa pressão – mostradas em tons de azul – tendem a ser mais nubladas, enquanto as áreas de alta pressão – mostradas em amarelo e laranja – tendem a ser mais brilhantes.

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Um bom número de simulações individuais indica pressão mais baixa e, portanto, céus mais nublados em grande parte do percurso geral. Há alguns que indicam pressão mais alta e céus mais claros nas partes leste ou nordeste do caminho da totalidade, mas ainda mostram pressão mais baixa movendo-se para as partes ocidentais do caminho da totalidade, especialmente áreas do norte do Texas.

A previsão da cobertura de nuvens mostrada no início deste artigo indica que a área de baixa pressão está suficientemente longe ao norte do Texas para que a cobertura de nuvens possa ser limitada se a simulação da localização da baixa estiver correta.

É claro que não só a confiança na presença e localização dos sistemas meteorológicos é baixa, mas os modelos podem ser tão lentos ou tão rápidos como um ou dois dias em termos de como os sistemas irão progredir em todo o país.

XcartaUma startup de previsão do tempo com inteligência artificial lançou um projeto Rastreador de eclipse solar Fornecendo previsões de nuvens ao longo do caminho do eclipse.

A empresa é uma das várias empresas que desenvolveram modelos meteorológicos alimentados por IA, que fazem previsões aprendendo a reconhecer padrões em dados meteorológicos históricos, enquanto os modelos tradicionais processam equações matemáticas complexas que representam a física da atmosfera.

“Isso nos permite produzir previsões globais horárias altamente precisas em minutos, em vez de horas”, disse Vivek Ramavajala, CEO e fundador da Excarta, por e-mail. “Também podemos explorar a velocidade e o custo aprimorados para produzir conjuntos de previsões meteorológicas, que são cruciais para medir a incerteza das previsões daqui a alguns dias.”

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a Novo lançamento A empresa afirma que suas previsões podem ser 20% mais precisas do que os modelos tradicionais.

Abaixo estão as previsões atuais do modelo de IA para várias cidades no caminho da totalidade no momento do pico do eclipse:

  • Dallas: 53% de cobertura de nuvens (+/- 20% de incerteza).
  • Little Rock: 58% de cobertura de nuvens (+/- 15% de incerteza).
  • Indianápolis: 54 por cento de cobertura de nuvens (+/- 19 por cento de incerteza).
  • Cleveland: 55% de cobertura de nuvens (+/- 19% de incerteza).
  • Búfalo: 53 por cento de cobertura de nuvens (+/- 19 por cento de incerteza).
  • Burlington, Vermont: 47% de cobertura de nuvens (+/- 22% de incerteza).

(O número da incerteza significa, por exemplo, que se espera que Dallas tenha entre 33 e 73 por cento de cobertura de nuvens.)

A previsão é um ótimo começo para quem espera céu limpo? não exatamente. Mas ainda estamos a pelo menos vários dias de sermos capazes de levar a sério qualquer previsão de nuvens, e a confiança na previsão pode não ser terrivelmente elevada até apenas um ou dois dias antes de 8 de Abril.

O Washington Post lançará seu próprio software de rastreamento de previsão de nuvem de eclipses na sexta-feira, portanto, fique ligado.

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