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La imagen más nítida del ciclo del carbono

ciclo del carbono

El fenómeno de El Niño aumenta la concentración de dióxido de carbono atmosférico

Cada continente se comporta de una forma diferente según las estaciones

En órbita alrededor de nuestro planeta, los satélites sobrevuelan nuestras cabezas varias veces al día. Mientras unos son útiles para el posicionamiento y las telecomunicaciones, otros observan la Tierra y proporcionan una información muy valiosa para la ciencia. Las aplicaciones son múltiples y van desde el estudio de la atmósfera, el clima o la contaminación, hasta la medida de la temperatura de la superficie del mar, el estado de los cultivos, la alerta por sequía, inundaciones o fuegos.

Desde hace décadas, las agencias aeroespaciales, como la americana NASA o la europea ESA, son responsables de las misiones más precisas para la recogida de estos datos, que se ponen a disposición de la comunidad científica mundial de manera gratuita.

Uno de los ejemplos más recientes es el del Observatorio Orbital 2 del Carbono (satélite OCO-2, por sus siglas en inglés) que fue lanzado por la NASA el 1 de julio de 2014 tras la fallida puesta en órbita de su predecesor. Ahora, tras tres años de funcionamiento, cinco equipos científicos hacen públicos este jueves, con cinco artículos simultáneos en la revista Science, las primeras conclusiones de este proyecto, diseñado para tener un seguimiento del ciclo del carbono en la Tierra.

El carbono es el principal elemento de los compuestos biológicos y se intercambia entre los seres vivos y el ambiente. Las plantas lo toman de la atmósfera mediante la fotosíntesis y lo devuelven al suelo, liberando nuestro aire del nocivo dióxido de carbono (CO2). En su ciclo interviene cualquier organismo, el suelo, los minerales, los océanos o las masas de agua continentales y, por supuesto, la atmósfera. Entender quién lo aporta (lo que se denomina fuente de carbono), quién lo consume (a lo que se llama sumidero) y cómo se recicla conforman el principal objetivo del satélite OCO-2.

Esto es de gran importancia para estudiar el clima, ya que el CO2 es uno de los principales gases de efecto invernadero. La actividad humana y la quema de combustibles fósiles, que añade cada año más de 36 mil millones de toneladas de dióxido de carbono a la atmósfera, puede ser también monitoreada ahora de forma precisa a través de la misión OCO-2.

Los investigadores han encontrado, además, que esta herramienta puede ser muy útil para hacer un seguimiento de El Niño, un fenómeno climatológico por el que las aguas del Pacífico aumentan su temperatura de forma cíclica cada dos o siete años. Comprender cómo se modifica el ciclo del carbono puede ayudar a predecir los efectos de El Niño, que son notables en todo el globo terráqueo y afectan al régimen de lluvias, con un impacto directo sobre las cosechas.

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“OCO-2 es el primer satélite de la NASA dedicado a estudiar el dióxido de carbono atmosférico. Tiene la precisión, la resolución y la cobertura necesarias para abordar las preguntas clave relacionadas con el ciclo del carbono en el sistema terrestre”, ha afirmado a EL MUNDO Annmarie Eldering, investigadora del Laboratorio de Propulsión a Reacción de la NASA y autora principal del primer estudio.

La precisión y el número de muestras recogidas por el OCO-2 son además abrumadores, proporcionando hasta 100 veces más datos sobre el CO2 que cualquier otro satélite atmosférico. Según Eldering, OCO-2 proporciona un rendimiento de hasta 100.000 datos científicamente útiles al día. Orbita la Tierra de polo a polo cada 98,8 minutos, haciendo 24 sondeos por segundo. Cada medida cubre una superficie de aproximadamente 2,3 Km. de largo, y entre 0,08 y 1,3 Km. de ancho. “Esto supone la imagen más detallada del dióxido de carbono atmosférico global que hemos tenido hasta la fecha”, ha destacado.

El carbono cambia con las estaciones

En el estudio dirigido por Annmarie Eldering, los datos revelan cambios estacionales en el ciclo del carbono del hemisferio norte. Mientras que en primavera, las plantas absorben gran cantidad de carbono de la atmósfera debido a su gran actividad fotosintética, en invierno apenas se da esta absorción y sin embargo de la descomposición de la materia orgánica se libera CO2. Por esta razón, en el mes de abril, justo antes de que las plantas de China, Europa y el sudeste de Estados Unidos comiencen su gran actividad, nuestro hemisferio registra los máximos niveles de carbono en la atmósfera.

“OCO-2 fue diseñado para localizar e identificar los procesos regionales naturales que sirven como fuentes y sumideros de dióxido de carbono atmosférico, y cómo estos varían con el tiempo y la ubicación. Los datos revelan cambios en la eficiencia de las fuentes y los sumideros sobre los ciclos estacionales de un año a otro”, ha explicado Eldering.

El Niño modifica los niveles de CO2

Un segundo trabajo , dirigido por la también investigadora del JPL, Junjie Liu, aporta a los datos obtenidos durante el año 2015, en el que el clima estaba afectado por El Niño. En este año se liberó mucho más carbono a la atmósfera en comparación a los registros de 2011, en los que no se dio este fenómeno. Además, los continentes con regiones tropicales mostraron un comportamiento diferente que los científicos han relacionado con la quema de biomasa en Asia, un régimen de precipitaciones menos en América del Sur y un aumento de las temperaturas en África.

Los investigadores alertan de que el papel amortiguador de las emisiones de combustibles fósiles en las regiones tropicales podría reducirse en el futuro.

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En todo caso aún se necesita una larga serie en el tiempo para entender mejor estas primeras conclusiones. “El Niño nos mostró muy claramente el impacto de las altas temperaturas y la sequía en los niveles de carbono de la región tropical. Cada ciclo de El Niño es diferente. Sabremos cómo de típico ha sido este último una vez que veamos un par de ellos más y podamos establecer si estas respuestas ocurren siempre de la misma manera”, ha asegurado a este medio Junjie Liu.

El carbono de los océanos

Los océanos suponen el 85% del reservorio de carbono del planeta. El intercambio con la atmósfera y la interacción a través del fitoplancton marino ha sido estudiado por el grupo liderado por Abhishek Chatterjee desde la Universidad de Columbia. Para ello, los científicos han combinado los datos proporcionados in situ por boyas marinas con las imágenes del satélite OCO-2. Las primeras conclusiones apuntan a un cierre casi total del flujo de carbono entre el mar y el aire durante el invierno boreal de 2015 a 2016, afectado por El Niño. Sin embargo este flujo se muestra neutro entre 2014 y 2015.

“La tasa de dióxido de carbono liberado desde el Pacífico tropical a la atmósfera disminuyó entre 26 y 54%. Esto se traduce en una reducción a corto plazo de un 0,1 por ciento del dióxido de carbono atmosférico total”, ha aseverado Eldering, coautora de este estudio.

La investigadora ha explicado cómo parte de la circulación global de los océanos, (agua fría rica en dióxido de carbono), llega normalmente hasta la superficie y el dióxido de carbono sale a la atmósfera. Pero, debido a que los eventos de El Niño se suprime esta afloración, lo que reduce las emisiones de dióxido de carbono del océano

Ciudades y volcanes

El cuarto trabajo presentado por la NASA este jueves lo dirige desde el mismo JPL Florian Schwandner. El estudio se centra en las emisiones de CO2 que se producen en grandes ciudades, como Los Ángeles (EEUU). “Elegimos Los Ángeles porque el satélite OCO-2 vuela directamente por encima de esta ciudad y porque sus inventarios de emisiones y monitoreo de carbono están entre los mejores del mundo. Esto nos dio condiciones ideales para el experimento descrito en este estudio”, ha comentado Schwandner a este periódico.

Los científicos también midieron las emisiones de carbono de los volcanes, como el Yasur, en Vanuatu, lo que junto con los datos locales les ha permitido confirmar la eficacia del OCO-2.

Medidas de fotosíntesis

Por último, la investigadora de la Universidad de Cornell (EEUU) , Ying Sun, se ha centrado en la medida de la producción de biomasa vegetal y su relación con la fotosíntesis. Su estudio combina la información obtenida a través del satélite OCO-2 con los del datos del instrumento aeroportado de Imágenes de Fluorescencia de Clorofila (CFIS), a través del cual ha podido encontrar una relación concluyente no obtenida hasta ahora.

Ying Sun ha explicado a EL MUNDO que la alta resolución del instrumento que porta el satélite OCO-2 ha sido la clave para poder obtener resultados, ya que además “permite una comparación directa con las mediciones en tierra de los flujos de CO2, lo cual era difícil con los instrumentos satelitales previos dado que sus píxeles de tierra eran gruesos”, ha recalcado. “El OCO-2 permite el monitoreo en tiempo real de las funciones terrestres en un paisaje heterogéneo, una capacidad que no existía en misiones satélites anteriores”, ha añadido.

Revista Zero

 

 

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