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 Los datos de satélite permiten a los científicos observar la evolución de los incendios. Joshua Stevens / NASA Earth Observatory

El último censo elaborado por la Oficina de Naciones Unidas para Asuntos del Espacio Exterior contabiliza 2.321 satélites artificiales operativos que orbitan alrededor de la Tierra en la actualidad. De ellos, 1.918 se encuentran entre los 200 y 1.200 km de altitud (en órbita baja terrestre o LEO) y el resto, a 35.000 km de altitud (en órbita geoestacionaria).

Existen satélites artificiales para realizar comunicaciones de teléfonos, televisión y transferencia de datos. Satélites que asisten a la navegación y posicionamiento. Satélites para el estudio del espacio y el universo, y satélites de observación de la Tierra, diseñados para monitorear y comprender los componentes clave del sistema Tierra y sus interacciones, a través de observaciones globales a largo plazo.

Nuestro planeta, desde el cosmos

Las técnicas de teledetección realizan el tratamiento y análisis de las imágenes, y los datos tomados desde estos satélites. Esta tecnología permite así estudiar los procesos que ocurren en la superficie terrestre, las masas de aguas continentales, los océanos, la cobertura vegetal, los glaciares, la atmósfera, y hasta el interior de la Tierra, fundamental para comprender los cambios que se observan en el medio y proponer medidas realistas y eficaces contra la degradación y contaminación ambiental.

Toda esa información recabada sirve como base para tomar decisiones en la gestión eficiente de los recursos y la planificación en diversos ámbitos: geología y minería, riesgos naturales, agricultura, bosques y espacios naturales, meteorología y climatología u ordenación del territorio, entre otros.

En los últimos años, las tecnologías de observación de la Tierra han experimentado un desarrollo espectacular debido al lanzamiento de nuevas misiones y a la extensa oferta de imágenes captadas por multitud de sistemas (en muchos de libre adquisición y distribución) a diferentes escalas y resoluciones. Además, estos datos cada vez se integran mejor con los sistemas de geolocalización y cartografía digital denominados Sistemas de Información Geográfica.

Imagen térmica del satélite Landsat-8 (NASA- USGS), correspondiente al 1 de marzo de 2017, donde se observa la pluma de descarga de las aguas continentales hacia el mar Mediterráneo en el Delta del Ebro. Francisco Carreño, Author provided

Las misiones y satélites más destacados

Existen varios programas internacionales de observación y monitorización de la Tierra, tanto de administraciones públicas como de corporaciones privadas. Estos comprenden una serie de misiones de satélites artificiales y de instrumentales científicos en la órbita terrestre, diseñados para realizar observaciones periódicas de su superficie.

Los dos programas de observación de la Tierra más importantes, por la cobertura global de sus imágenes y la posibilidad de acceder y descargar gratuitamente por cualquier usuario, son:

• El Sistema de Observación de la Tierra (su acrónimo en inglés es EOS) de la NASA. Concebido en la década de 1980, comenzó a tomar forma a principios de los años 90, y ahora cuenta con la red de satélites más importante diseñados para la observación continua y precisa de la superficie terrestre, biósfera, atmósfera, y océanos de la Tierra.
• El programa Copérnico. Liderado por la Comisión Europea (CE) en colaboración con la Agencia Espacial Europea (ESA), cuenta con más de 30 satélites. Proporcionan información precisa, actualizada y de fácil acceso para mejorar la gestión del medio ambiente, comprender y mitigar los efectos del cambio climático y garantizar la seguridad ciudadana.

La principal ventaja de estos sistemas es la capacidad de los satélites para obtener imágenes en diferentes regiones del espectro electromagnético (visible, infrarrojo, infrarrojo térmico, microondas).

Además del espectro visible, que solo ocupa una pequeña franja de todo el conjunto espectral, en estas imágenes se puede analizar la respuesta de los componentes de la naturaleza (vegetación, agua, suelo, etc.) en otras regiones del espectro para caracterizar y cuantificar sus propiedades.

Vigilando la Tierra desde los años 70

Los satélites de observación de la Tierra monitorizan de modo sistemático y exhaustivo toda la cobertura de la superficie terrestre llegando a zonas remotas y de difícil acceso como el Ártico o los grandes desiertos.

Desde los años 70, estos satélites proporcionan los datos e imágenes con los que se han podido observar diferentes procesos ambientales como los siguientes:

• La extensión y características del hielo en los polos y los glaciares.
• La sobreexplotación de los acuíferos.
• La evolución de las masas forestales y la deforestación del Amazonas.
• El rendimiento y enfermedades de los cultivos.
• La contaminación en los mares, ríos, embalses y humedales.
• El nivel del mar y la erosión costera.
• La evolución de la concentración de CO₂ en la atmósfera y la contaminación del aire.

Imagen del satélite Landsat-8 (NASA-USGS) de una zona de Utah (EE. UU.) procesada en falso color para identificar diferentes materiales geológicos. Francisco Carreño, Author provided

La iniciativa española PAZ

España cuenta con la misión PAZ que es un proyecto del Programa Nacional de Observación de la Tierra por Satélite (PNOTS), cuyo segmento terreno es propiedad del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA).

PAZ cuenta con la tecnología más avanzada en sistemas de teledetección con radar SAR. La ventaja de los sistemas radar SAR es que emiten su propia fuente de iluminación de microondas, por lo que no se ven afectados por las condiciones de luz (día o noche). Además, pueden obtener imágenes en condiciones de cobertura nubosa, complementando la información que se obtienen con los satélites con sensores ópticos o hiperespectrales.

Las características de estos sistemas hacen que tengan aplicaciones en el ámbito de la hidrología, la agricultura, el estudio de zonas inundadas o la ordenación del territorio.

Imagen del satélite radar SAR Sentinel-1 del programa europeo Copérnico del 13 de abril de 2018, correspondiente a la zona de Novillas–Pradilla, donde se pueden observar las tierras inundadas en el valle del río Ebro. Carreño y Mata, 2019, Author provided

La constelación de satélites de observación de la Tierra es la tecnología que permitirá seguir avanzando en el desarrollo de nuevas estrategias eficaces contra la degradación ambiental y realizar una correcta gestión de los recursos naturales para continuar disfrutando de nuestro maravilloso (y misterioso) planeta.

Fuente:  Dailos Hernández-Brito Investigador postdoctoral en el Departamento de Biología de la Conservación, Estación Biológica de Doñana (EBD-CSIC)

Los glaciares de la Tierra contienen menos agua de lo que pensábamos, y eso no es una buena noticia, dicen los científicos.

UN ENORME GLACIAR SE DERRITE PARA DAR LUGAR A UNA GRAN CASCADA QUE CAE POR LA CARA DE LAS MONTAÑAS DE LOS ANDES. VENTISQUERO COLGANTE DE QUEULAT ES EL NOMBRE DEL GLACIAR Y DEL LUGAR. O PARQUE NACIONAL QUEULAT. IMAGEN: CHRISTINE PHILLIPS VÍA GETTY IMAGES

Los glaciares de la Tierra se están derritiendo como resultado del cambio climático provocado por el hombre, una tendencia que tiene implicaciones tanto locales como globales porque la escorrentía de los glaciares proporciona agua dulce a las comunidades y los ecosistemas, al mismo tiempo que contribuye al aumento del nivel del mar, que amenaza a las poblaciones costeras de todo el mundo.

Ahora, los científicos dirigidos por Romain Millan, becario postdoctoral en el Instituto de Geociencias Ambientales en Grenoble, Francia, han producido el primer atlas global del movimiento y espesor de los glaciares, que revela que los glaciares del mundo tienen el potencial de agregar aproximadamente 257 milímetros ( 10 pulgadas) al aumento del nivel del mar, aproximadamente un 20 por ciento menos que las estimaciones anteriores de alrededor de 13 pulgadas.

En la superficie, este hallazgo puede sonar como una rara buena noticia sobre el aumento del nivel del mar, pero Millan y sus colegas rechazan enfáticamente esa interpretación por varias razones. Lo que es más importante, la investigación genera alarmas sobre la disponibilidad de agua dulce en regiones como las montañas tropicales de los Andes, que contienen un 27 por ciento menos de hielo glacial de lo calculado previamente, según el estudio del equipo, que se publicó el lunes 7 de febrero en Nature Geoscience.

“El mensaje para llevar es que encontramos, en general, que hay menos hielo en los glaciares y son malas noticias en términos de recursos de agua dulce para las personas en todo el mundo”, dijo Millan en una llamada.

El equipo construyó este sólido mapa de los glaciares del mundo a partir de más de 800 000 imágenes de la Tierra tomadas desde el espacio entre 2017 y 2018 por los satélites Sentinel-1 y Sentinel-2 de la Agencia Espacial Europea y el satélite Landsat-8 de la NASA. Esta vista desde el espacio hacia abajo cubre el 98 por ciento de los glaciares de la Tierra, algunos de los cuales nunca antes se habían mapeado, incluidas las regiones del Cáucaso, Nueva Zelanda y las islas ubicadas frente a la costa de la Antártida.

La gran cantidad de datos permitió a los investigadores registrar la velocidad del hielo glacial en todo el mundo por primera vez, agregando una pieza clave que faltaba en el rompecabezas en comparación con las estimaciones anteriores del volumen glacial global. La técnica expuso algunos de los hielos que fluyen más rápido del mundo, como el glaciar Penguin en la Patagonia, que se mueve a más de siete millas por año.

“Desde 2013, ha habido una revolución en las imágenes satelitales”, explicó Millan. “Por ejemplo, con Sentinel-2, puedes obtener una imagen del mismo glaciar cada cinco días, lo que ha cambiado por completo la forma en que vemos los glaciares. Esto nos permite realmente hacer un mapeo sistemático de la velocidad del hielo de todos los glaciares”.

“Mapeamos la velocidad del hielo a una resolución de 50 metros”, lo que “nos permite observar detalles finos en los glaciares que no eran posibles en el pasado”, agregó. "La velocidad del hielo te da una idea de dónde el hielo es delgado y dónde el hielo es grueso, y sabiendo eso, podemos volver a estimar el volumen de los glaciares del mundo".

En general, los resultados revelaron que los glaciares del mundo contienen un 11 por ciento menos de hielo en comparación con las estimaciones anteriores, aunque estos déficits de hielo no se distribuyeron uniformemente en todo el mundo. Algunas regiones contienen muchas más reservas de hielo de lo estimado anteriormente; los glaciares del Himalaya, por ejemplo, contienen un 37 por ciento más de hielo de lo que sugieren estudios anteriores.

Sin embargo, las comunidades en el norte de Asia, que el equipo estima que pueden tener un 35 por ciento menos de hielo de lo estimado anteriormente, así como aquellas ubicadas en partes de las montañas de los Andes, pueden ser mucho más vulnerables al agotamiento del agua dulce en el futuro de lo previsto. Este hallazgo tiene implicaciones para millones de personas que necesitan agua dulce no solo para beber, sino también para el riego de cultivos y la energía hidroeléctrica, entre otras aplicaciones.

El nuevo atlas también puede mejorar las proyecciones del aumento del nivel del mar, una tendencia que tiene consecuencias para las comunidades costeras de todo el mundo. Sin embargo, Millan señaló que el estudio solo modela los glaciares de todo el mundo, a diferencia de las capas de hielo masivas como las que se encuentran en Groenlandia y la Antártida, que serán el principal impulsor del aumento del nivel del mar a largo plazo. Si bien los investigadores descubrieron que los glaciares pueden contribuir tres pulgadas menos al aumento del nivel del mar, la pérdida de esas enormes capas de hielo aún inundaría esa contribución glacial en cientos de pies.

Millan y sus colegas dijeron que sus hallazgos deberán reforzarse con estudios de campo de los glaciares del mundo, que verificarán las observaciones satelitales desde el suelo. Aun así, el estudio representa un salto cuántico en nuestra comprensión de la cubierta glaciar global, con importantes implicaciones para los científicos en el campo, así como para los responsables de la formulación de políticas que esperan mitigar los efectos del cambio climático provocado por el hombre.

“Esta nueva geometría es más coherente en el tiempo y captura la forma de los glaciares de una manera mucho mejor, lo que cambia todo para la evolución futura de los glaciares”, concluyó Millan.

Publicado el 7 de febrero de 2022 en   por Becky Ferreira. Enlace al original: https://bit.ly/3gIvfxt

El análisis muestra un riesgo significativo de eventos en cascada incluso con solo 2 °C de calentamiento, con graves efectos a largo plazo

Un área en llamas de la reserva de la selva tropical en el estado de Pará, Brasil. Gran parte del Amazonas está cerca de un punto de inflexión en el que se convierte en sabana, advirtieron los investigadores. Fotografía: Carl de Souza/AFP/Getty Images

Las capas de hielo y las corrientes oceánicas en riesgo de traspasar o alcanzar algunos de los considerados como puntos de inflexión climáticos pueden desestabilizarse entre sí a medida que el mundo se calienta, lo que lleva a un efecto dominó con graves consecuencias para la humanidad, según un análisis de riesgo.

Los puntos de inflexión ocurren cuando el calentamiento global conduce las temperaturas más allá de un umbral crítico, lo que lleva a impactos acelerados e irreversibles. Se cree que algunas grandes capas de hielo en la Antártida ya han superado sus puntos de inflexión, lo que significa importantes aumentos del nivel del mar en los próximos siglos.

La nueva investigación examinó las interacciones entre las capas de hielo en la Antártida Occidental, Groenlandia, la cálida Corriente del Golfo del Atlántico y la selva amazónica. Los científicos llevaron a cabo tres millones de simulaciones numéricas y encontraron efectos dominó en un tercio de ellas, incluso cuando los aumentos de temperatura estaban por debajo de 2 °C, el límite superior del acuerdo de París.

El estudio mostró que las interacciones entre estos sistemas climáticos pueden reducir los umbrales de temperatura críticos en los que se supera cada punto de inflexión. Encontró que las capas de hielo son puntos de partida potenciales para los efectos en cascada, con las corrientes atlánticas actuando como un transmisor y eventualmente afectando al Amazonas.

“Ofrecemos un análisis de riesgo, no una predicción, pero nuestros hallazgos aún generan preocupación”, dijo la profesora Ricarda Winkelmann, del Instituto de Potsdam para la Investigación del Impacto Climático (PIK) en Alemania. “[Nuestros hallazgos] podrían significar que tenemos menos tiempo para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y aún así prevenir los procesos de vuelco”.

El nivel de CO2 en la atmósfera necesario para impulsar las temperaturas más allá de los umbrales podría alcanzarse en un futuro muy cercano, dijo. "En los próximos años o décadas, podríamos comprometer a las generaciones futuras con consecuencias realmente graves". Estos podrían incluir muchos metros de aumento del nivel del mar debido a la fusión del hielo, que afectaría a decenas de ciudades costeras.

"Estamos cambiando las probabilidades, y no a nuestro favor; el riesgo claramente aumenta cuanto más calentamos nuestro planeta", dijo Jonathan Donges, también en PIK y parte del equipo de investigación.

En mayo, los científicos informaron que una parte significativa de la capa de hielo de Groenlandia estaba al borde de un punto de inflexión. Un análisis de 2019 dirigido por el profesor Tim Lenton de la Universidad de Exeter sugirió que es posible que el mundo ya haya cruzado una serie de puntos de inflexión climáticos, lo que resultó en lo que los investigadores llamaron "una amenaza existencial para la civilización".

La crisis climática también puede significar que gran parte de la Amazonía está cerca de un punto de inflexión, en el que los bosques que almacenan carbono son reemplazados por la sabana, advirtieron los investigadores. Las corrientes oceánicas de la Circulación Meridional de Retorno del Atlántico (AMOC), de la cual la Corriente del Golfo es una parte importante y mantiene el clima templado en Europa occidental, están en su punto más débil en más de un milenio.

La investigación, publicada en la revista Earth System Dynamics, utilizó un nuevo tipo de modelo climático porque los modelos existentes son muy complejos y requieren una enorme potencia de cálculo, lo que los hace costosos de ejecutar muchas veces. En cambio, los investigadores utilizaron un enfoque que se centró específicamente en cómo cambiaban los umbrales de temperatura para los puntos de inflexión a medida que interactuaban los sistemas, lo que les permitió ejecutar los tres millones de simulaciones.

Un ejemplo de la compleja cadena de interacciones que rastrearon los investigadores es el derretimiento de la capa de hielo de Groenlandia. Esto libera agua dulce al océano y ralentiza la AMOC, que es impulsada en parte por el agua densa y salada que se arrastra hacia el fondo del océano. Una AMOC más débil significa que se transporta menos calor desde los trópicos hacia el polo norte, lo que a su vez conduce a aguas más cálidas en el Océano Austral. Esto puede desestabilizar las capas de hielo en la Antártida, lo que eleva el nivel global del mar y provoca más derretimiento en los bordes de la capa de hielo de Groenlandia.

"El estudio sugiere que por debajo de 2 °C de calentamiento global, es decir, en el rango objetivo del acuerdo de París, aún podría haber un riesgo significativo de desencadenar puntos de inflexión climáticos en cascada", dijo Lenton. “Lo que el nuevo estudio no hace es analizar la escala de tiempo en la que los puntos de inflexión cambian y las cascadas podrían desarrollarse, sino que se centra en las posibles consecuencias. Los resultados deben ser vistos como 'compromisos' que podemos estar haciendo pronto con cambios y cascadas potencialmente irreversibles, dejando como un legado sombrío a las generaciones futuras ".

Sin embargo, la posibilidad de una cascada de puntos de inflexión que conduzca a un efecto invernadero desbocado, donde el planeta se calienta cada vez más incluso si la humanidad detiene las emisiones de carbono, es extremadamente improbable, según el profesor Anders Levermann, también en PIK pero no involucrado en el nuevo trabajo. . "La Tierra se calentará tanto como  actuemos sobre ella, lo que significa que somos nosotros [los que debemos] detener el proceso", dijo.

Publicado en The Guardian por Damian Carrington el 3 de junio de 2011. Enlace al original: https://bit.ly/2SUGsSS