Tienes que pensar globalmente, Cuando se trata de agua

La Tierra es un punto azul pálido cuando se ve desde el espacio. Su color azul se debe a que nuestro planeta está cubierto en un 71% de agua. La NASA monitorea el agua de la Tierra desde el espacio, los cielos, las estaciones terrestres en tierra, los barcos que navegan por los mares e incluso con aplicaciones en teléfonos móviles.

Si bien la Tierra está tan húmeda que se ve azul desde el espacio, la mayor parte de esa agua es agua salada. Solo el 2.5% del agua en la Tierra es agua dulce, y casi toda esa agua está congelada, encerrada en casquetes polares, glaciares y otros hielos. La pequeña cantidad de agua dulce que queda es todo lo que está disponible para todas las formas en que usamos el agua.

“Toda el agua en la Tierra ya existe. No podemos hacer más”, dijo Bradley Doorn, gerente del programa para el área del programa de Recursos de Agua de Ciencias de la Tierra de la NASA “Solo podemos rastrearlo, predecirlo y protegerlo a medida que circula por nuestro mundo”.

La NASA rastrea casi todos los aspectos de este ciclo del agua, a medida que la precipitación cae de las nubes; como agua subterránea; a medida que el agua penetra en el suelo; a medida que avanza hacia ríos y lagos; ya que es absorbido por las plantas, utilizado por los animales y se evapora de nuevo a la atmósfera.

“El agua es un recurso precioso en este planeta, y uno que la NASA está a la vanguardia de la vigilancia”, dijo Doorn.

La naturaleza cíclica del agua dulce que se mueve alrededor de nuestro mundo ha llevado a la pregunta científica general que la NASA está tratando de responder sobre el agua en nuestro mundo: dónde está, cuándo está y en qué condición. En un grado cada vez más fino, los científicos de investigación de la NASA están determinando cuánto y cuándo hay agua dulce disponible en todo el mundo. A medida que se formulan y responden estas preguntas científicas centrales, la NASA también busca desarrollar y fortalecer formas nuevas e innovadoras de utilizar los datos para rastrear tanto el uso como la calidad del agua dulce del mundo. Además, a medida que el mundo se calienta debido al cambio climático, los científicos de la NASA están investigando cómo el ciclo mundial del agua se ve afectado y tiene efectos sobre el clima de la Tierra.

La División de Ciencias de la Tierra de la NASA estudia el agua dulce utilizando datos recopilados de muchas maneras, incluidos satélites, misiones en el aire e incluso información recopilada por voluntarios. Los científicos de la NASA estudian el agua en casi todos sus aspectos en la Tierra: como precipitación, hielo y nieve, en reservas de agua subterránea y en lagos y ríos, solo por nombrar algunos. Algunos ejemplos del enfoque de investigación que los científicos de la NASA toman para estudiar el agua incluyen formas de rastrear la calidad del agua, determinar la disponibilidad del agua y predecir la sequía, medir el riego y el uso del agua para la agricultura y las precipitaciones en todo el mundo.

Todo lo que sube tiene que bajar

La cantidad de precipitación que cae en la Tierra en cualquier momento varía mucho de un lugar a otro, por lo que tener una vista a nivel de satélite proporciona observaciones más uniformes en todo el mundo porque incluye datos sobre los océanos del mundo y es más completa que la mayoría en el mundo. mediciones de suelo.

En 2019, los científicos lanzaron un conjunto de datos de precipitación en todo el mundo que recopiló más de 20 años de datos satelitales y de otro tipo. Se basa significativamente en la información recopilada por el proyecto conjunto de la NASA y la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA), la misión Global Precipitation Measurement ( GPM ) y una misión satelital precursora NASA-JAXA anterior, la Tropical Rainfall Measurement Mission (TRMM). Esta recuperación integrada de múltiples satélites para GPM ( IMERG ) también incluye información de una constelación de otros satélites de observación de la Tierra, campañas aéreas y estaciones terrestres.

En total, el registro recopila datos desde 1997 hasta el día actual. Estos registros incluyen vistas en cuatro dimensiones de lluvia, nieve, aguanieve y tormentas, qué tan fuerte es la precipitación y cómo cambia con el tiempo. Si bien IMERG produce un producto de mayor precisión que lleva tiempo procesar y preparar, un resumen casi en tiempo real de la precipitación global está disponible cada media hora que se utiliza para aplicaciones urgentes como el pronóstico del tiempo y la recuperación ante desastres. Esta línea base de varias décadas de datos de lluvia y nieve en todo el mundo muestra cómo las precipitaciones pueden desviarse de los modelos normales, informando que predicen los rendimientos de los cultivos, brotes de enfermedades y deslizamientos de tierra.

Ver plantas estresadas

Christopher Hain, del Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA en Huntsville, Alabama, lidera un proyecto que actualmente trabaja para incluir datos IMERG como un esfuerzo mayor para monitorear la agricultura . Él y su equipo han construido una herramienta mundial de monitoreo agrícola mundial que proporciona advertencias tempranas de sequía al observar el “estrés de la vegetación”.

El indicador de sequía del Índice de Estrés Evaporativo capturó una "sequía repentina" en el este de los Estados Unidos en 2019.
El indicador de sequía del Índice de Estrés Evaporativo capturó una “sequía repentina” en el este de los Estados Unidos en 2019. Crédito: Observatorio de la Tierra de la NASA

Según el Servicio Geológico de EE. UU., Alrededor del 31% de toda el agua dulce superficial en los EE. UU. Se usa para el riego agrícola , y las plantas sufren estrés cuando no tienen suficiente agua. Cuando una planta libera agua de sus hojas, en un proceso llamado “transpiración”, las enfría. Esto permite a los agricultores rastrear las lecturas de temperatura de un campo a lo largo del tiempo como una forma de determinar la salud de sus cultivos. Si un campo es inusualmente cálido, muestra que las plantas están bajo estrés mucho antes de que las hojas se desvanezcan y se vuelvan marrones.

Este estrés de la planta se cuantifica en parte por estos cambios de temperatura en el Índice de Estrés Evaporativo . Se utiliza en muchos productos diferentes y se incorpora al Monitor de sequía de EE. UU. , Un mapa desarrollado por el Departamento de Agricultura de EE. UU. ( USDA ). Actualizada semanalmente, clasifica las condiciones de sequía en los EE. UU. Como parte de un proyecto financiado por la NASA Earth Applied Sciences , el equipo de Hain está expandiendo el uso de estos datos más allá de los EE. UU. A un “Índice de Estrés Evaporativo Global” mundial.

Además de los datos de IMERG, este índice incluye un indicador de temperatura de la planta tomado del instrumento de la Estación Espacial ( ECOSTRESS, por sus siglas en inglés ), que se lanzó a la Estación Espacial Internacional en 2018. muchos satélites de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica ( NOAA ) , observaciones de los satélites Terra y Aqua de la NASA y el satélite Suomi NPP (NASA / NOAA National Polar Orbiting Partnership ).

Este índice de estrés de la planta también incluye datos de la serie de satélites Landsat ; El registro continuo más largo de datos de ciencias de la Tierra desde el espacio. Iniciado en 1972, Landsat es una asociación entre la NASA y el Servicio Geológico de los EE. UU. ( USGS ) y los datos de Landsat se utilizan en proyectos de agua de la NASA Earth Applied Sciences tan variados como la medición del estrés en los viñedos en California para rastrear los escasos recursos hídricos en áreas remotas de la Nación Navajo .

Manejando el agua en el oeste

En el oeste de los EE. UU., Propenso a la sequía, el agua es un recurso particularmente escaso, por lo que en 2015 el área del programa Earth Applied Sciences Water de la NASA estableció la Oficina de Aplicaciones de Agua del Oeste ( WWAO ). Facilita la obtención de datos satelitales y otros datos de la NASA en manos de las agencias de agua estatales, locales y federales del oeste.

Uno de los dos aviones Twin Otter utilizados por la misión Airborne Snow Observatory para estudiar la capa de nieve en el oeste de los EE. UU.
Uno de los dos aviones Twin Otter utilizados por la misión Airborne Snow Observatory para estudiar la capa de nieve en el oeste de los EE. UU. Crédito: NASA

“La gestión del agua en el oeste de los Estados Unidos es particularmente difícil”, dice Indrani Graczyk, gerente de WWAO. “Eso se debe a que la mayoría de las precipitaciones caen en invierno y se almacenan en la capa de nieve de la montaña, pero deben abastecer a los usuarios durante los veranos largos y secos.

Uno de los muchos programas de la NASA que investigan las conexiones importantes entre la nieve y la disponibilidad de agua es el Observatorio de nieve en el aire . Este proyecto de aviones de la NASA de varios años comenzó en abril de 2013 y fue una colaboración entre el Laboratorio de Propulsión a Chorro ( JPL ) de la NASA y el Departamento de Recursos Hídricos de California . Creó los primeros mapas de la capa de nieve completa de dos cuencas hidrográficas de montaña principales en California y Colorado, produciendo las mediciones más precisas de la cantidad de agua que contienen, una bendición para los millones de estadounidenses que dependen de esas cuencas para su suministro de agua.

El proyecto Airborne Snow Observatory también realizó las primeras mediciones de nieve en el área creada por las montañas circundantes, conocidas como ‘cuenca’, así como en las montañas mismas. Esta comprensión de la precipitación en las montañas proporciona datos que ahora se están incorporando en todo el mundo para ayudar a mejorar la gestión del agua para los 1.500 millones de personas en todo el mundo que dependen del deshielo de la nieve para obtener agua.

 

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