Así mide la NASA el aumento del nivel del mar desde el espacio

El cambio climático es una amenaza inminente para el futuro de la humanidad, pero el clima global es tan complejo que a menudo es difícil incluso ver la escala del problema. Una de las mejores formas que tenemos para medir el cambio climático podría no ser lo que esperas, porque no se trata de medir la tierra o la atmósfera. En cambio, para aprender sobre el cambio climático, necesitamos medir el océano.

El aumento del nivel del mar no solo afecta a las comunidades costeras al reducir la masa terrestre, sino que también indica el problema más amplio del aumento de las temperaturas globales. Eso significa que el aumento del nivel del mar es de gran importancia para la NASA, que no solo observa otros mundos, sino que también monitorea la Tierra desde el espacio. Un nuevo satélite de monitoreo del nivel del mar, Sentinel-6 Michael Freilich, fue lanzado en noviembre de 2020 y se convirtió en la misión de referencia oficial para el aumento del nivel del mar en marzo de este año , luego de reemplazar a su predecesor, Jason-3.

Con Sentinel-6 asumiendo su nuevo rol, y un sucesor gemelo, Sentinel-6b, esperando entre bastidores para tomar el relevo cuando sea necesario, estamos preparados para los próximos 10 años de mediciones del nivel del mar. Incluso puede ver por sí mismo dónde se encuentra Sentinel-6 sobre la Tierra en este momento, al rastrearlo usando la aplicación web Eyes de la NASA .

Hablamos con Josh Willis del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, científico del proyecto Sentinel-6 y Jason-3, sobre cómo medir el aumento del nivel del mar desde el espacio.

Nuestro cuadro de mando para el cambio climático

El aumento del nivel del mar no solo es importante para comprender los océanos cambiantes. También es una de las herramientas más valiosas que tenemos para medir el cambio climático en su conjunto. “En cierto modo, es un cuadro de mando”, dijo Willis. “Es nuestro cuadro de mando de cómo nos va con el clima”.

Eso se debe a que gran parte del aumento de la temperatura promedio del planeta en su conjunto se refleja en el nivel de los océanos. Hay tres grandes factores causados ​​por el hombre que contribuyen al aumento del nivel del mar: el derretimiento de las capas de hielo en Groenlandia y la Antártida, el derretimiento de pequeños glaciares en otras partes del mundo y el calentamiento del océano que provoca su expansión. Estos factores contribuyen aproximadamente en un tercio cada uno al aumento total, debido a que se agrega más agua a los océanos cuando los glaciares y los casquetes polares se derriten, así como a la expansión del agua debido al aumento de las temperaturas globales. Como los océanos cubren gran parte del globo, terminan absorbiendo gran parte del exceso de calor generado por la actividad humana.

“Creo que el aumento del nivel del mar es el indicador más claro de la interferencia humana con el clima”, dijo Willis. “Los océanos cubren dos tercios de la superficie del planeta, absorben el 90 % de este calor adicional que es la causa principal del cambio climático y también absorben toda el agua que se derrite de los glaciares y las capas de hielo. Así que realmente están contando todo en términos de cómo estamos cambiando el clima de la manera más general”.

Y el problema no es sólo que el nivel del mar esté subiendo. Es que la tasa de ese aumento también está aumentando.

“La tasa de aumento de los océanos no es constante. De hecho, está aumentando”, dijo Willis. “A principios del siglo XX, los océanos aumentaban a un ritmo de alrededor de dos milímetros por año. En los años 90 o 2000, eran más como tres. Y ahora han sido cuatro y cinco milímetros por año. Así que la tasa de aumento se ha más que duplicado en los últimos cien años. Y seguirá aumentando cada vez más rápido”.

30 años de mediciones continuas

Parte de la razón por la que los datos sobre el aumento del nivel del mar son tan valiosos es que forman un registro a largo plazo que se ha recopilado desde la década de 1990. Las primeras mediciones globales de los océanos desde el espacio comenzaron cuando se lanzó la misión TOPEX/Poseidon en 1992, seguida de los tres satélites Jason y luego el primer Sentinel.

Para mantener datos consistentes que puedan compararse a lo largo de los años, todas las misiones de esta serie se han colocado en la misma órbita para que obtengan la misma vista de los océanos.

Cada vez que un nuevo satélite tomaba el relevo de su predecesor, los dos volaban juntos durante meses. Esto permitió una calibración muy cuidadosa para garantizar que los datos pudieran rastrearse consistentemente a través de los cinco satélites hasta la fecha.

“Es realmente un logro asombroso en términos de nuestro historial científico del clima”, dijo Willis.

Otros 10 años de mediciones

“Tenemos este récord increíble que ahora tiene 30 años, y Sentinel-6 fue construido para extender ese récord por 10 años más”, dijo Willis. Para permitir estos 10 años adicionales de observaciones, la NASA construyó no uno sino dos satélites, ambos esencialmente idénticos, de modo que una vez que el recientemente lanzado Sentinel-6 Michael Freilich llegue al final de su vida útil en 2025, su gemelo Sentinel-6b pueda tomar el relevo. . Eso permitirá un total de 40 años de registros consistentes de aumento del nivel del mar.

“Es la primera vez que decidimos como comunidad hacer esto a largo plazo: comprometernos a realizar mediciones del aumento del nivel del mar desde el espacio, no solo un satélite a la vez”, dijo. “Los niveles del mar no dejarán de aumentar en el corto plazo, no podremos dejar de medirlo, por lo que debemos tener esta continuidad de mediciones en todas las misiones”.

Si parece que estos satélites tienen una esperanza de vida relativamente corta en comparación con otras misiones satelitales que pueden durar décadas, eso está relacionado con la altitud a la que operan. Cuando se lanzaron los primeros satélites para el aumento del nivel del mar, no teníamos tan buena tecnología para determinar la posición de esos satélites, y los datos de posicionamiento son importantes para obtener lecturas precisas del nivel del mar. Para permitir esto, los satélites se lanzaron a una órbita muy alta de 1.300 kilómetros, donde hay muy poca atmósfera y, por lo tanto, muy poca protección contra la radiación.

Los investigadores quieren seguir enviando satélites a esta misma órbita para garantizar mediciones continuas, pero eso significa aceptar que estos satélites serán golpeados por la radiación y solo durarán unos pocos años cada uno.

Instrumentos en el satélite

La precisión de sus lecturas es lo que permite que el satélite Sentinel-6 sea la herramienta reconocida internacionalmente para medir el aumento del nivel del mar. Investigadores de diferentes campos y diferentes países acordaron que las mediciones tomadas de Sentinel-6 y sus predecesores se usarían como la medición estándar para el aumento del nivel del mar.

Los instrumentos de Sentinel-6 son relativamente simples, al menos conceptualmente. Está el radar, que envía ondas de radio a la superficie para medir la distancia entre el satélite y el océano, los sistemas de posicionamiento que brindan información sobre la altitud del satélite para que pueda restarse de las mediciones del nivel del mar, y luego otro instrumento importante. llamado radiómetro.

El radiómetro mide la cantidad de agua en la atmósfera observando el brillo del océano. El agua en la atmósfera afecta las ondas de radio enviadas por el radar, por lo que se requiere que el radiómetro corrija esto y garantice un alto nivel de precisión para las mediciones del nivel del mar.

Estos tres instrumentos, junto con las órbitas consistentes, son lo que hace que Sentinel-6 sea el método más preciso que tenemos para medir el aumento del nivel del mar, y es por eso que es lo suficientemente preciso como para ser la misión de referencia internacional.

Los océanos cambiantes

La parte más complicada de medir el aumento del nivel del mar es cómo interpretar los datos recopilados por el satélite. Los océanos no son planos, por lo que el satélite promedia las lecturas en un área de varios kilómetros cuadrados para permitir esto.

Pero también hay otros factores que afectan los niveles del mar. Esto incluye el clima, ya que los cambios en la presión atmosférica permiten que el mar se abombe cuando la presión es baja, las mareas y las corrientes oceánicas, e incluso la gravedad de las montañas submarinas, que hacen que aparezcan picos en el nivel del mar sobre ellas. Los investigadores que utilizan datos de Sentinel-6 para medir el aumento del nivel del mar deben tener en cuenta estos otros factores al considerar los datos sobre las condiciones atmosféricas y los mapas del campo de gravedad del océano.

Sin embargo, todos estos otros efectos pueden proporcionar datos útiles para otros campos de investigación. Al observar cuánto se ha promediado una lectura en un área determinada, los investigadores pueden estimar qué tan grandes son las olas y qué tan fuertes son los vientos. Pueden ver cómo se mueven las corrientes a través del océano en tiempo real, porque las corrientes hacen que el océano se incline, de modo que un lado de la corriente está más alto que el otro. También pueden rastrear escombros o petróleo cuando se derraman en el océano.

El satélite también sigue recopilando datos cuando pasa por tierra y estos datos se pueden usar para monitorear lagos y ríos.

Todos los datos recopilados por el satélite están disponibles públicamente y son utilizados por investigadores de todo el mundo en una amplia variedad de campos. Puede encontrar los datos en el sitio web del JPL o en el sitio web de datos de la Tierra de la NASA .

La amenaza del cambio climático

Con proyectos como Sentinel-6, podemos ver directamente la forma en que nuestro clima está cambiando debido a nuestras actividades como humanos. Podemos ver que no solo está aumentando el nivel del mar, sino que lo está haciendo cada vez más rápido, y no hay indicios de que este cambio se ralentice o se detenga pronto. Hay un terror existencial en eso.

“Mientras observamos lo que le está sucediendo al planeta, da miedo”, dijo Willis. “Ya hemos llevado nuestro clima a un territorio desconocido. Y se está volviendo cada vez más desconocido cada año”.

Sin embargo, no se desespera por el futuro de la humanidad. Más bien, enfatiza que el futuro de nuestro planeta está en nuestras propias manos.

“Todavía hay espacio para la esperanza, porque esto es algo sobre lo que podemos hacer algo”, dijo Willis. “Sabemos cuál es el problema y sabemos más o menos cómo solucionarlo. No es como si hubiera un meteorito gigante que se dirige a la Tierra que nos va a acabar con todos. De hecho, podemos hacer algo sobre el cambio climático, solo tenemos que hacer acopio de voluntad”.