Detección satelital de la contribución humana al CO2 atmosférico

Lanzado en julio de 2014, el satélite Orbiting Carbon Observatory-2 de la NASA (OCO-2) fue diseñado para proporcionar a los científicos medidas globales del dióxido de carbono en la atmósfera, CO2. Ahora un equipo de científicos ha utilizado esos datos satelitales para identificar una señal humana en medio de las fluctuaciones estacionales del gas de efecto invernadero.

Durante décadas, los observatorios terrestres han estado midiendo el CO2, y esas mediciones han estado subiendo constantemente. La concentración atmosférica de dióxido de carbono alcanza hoy en día más de 400 partes por millón, durante todo el año, que es más de un tercio superior a los niveles de CO2 antes de que comenzara la industrialización moderna y el uso de combustibles fósiles.

Las estaciones terrestres han proporcionado una visión amplia del carbono en la atmósfera, y otros modelos y estimaciones (como los datos económicos) han completado algunos detalles. Incluso unos pocos satélites han ofrecido visiones a corto plazo o regionales de los patrones de CO2. Pero los esfuerzos anteriores han estado limitados en varias maneras: por la incapacidad de recolectar mediciones sobre los océanos; por falta de resolución o de medición metódica de los instrumentos espaciales; y por los informes incompletos de los países y las empresas de vigilancia del gas. Aún más, las mediciones pasadas no podían necesariamente señalar las fuentes de dióxido de carbono.

Varios estudios y modelos han determinado que los humanos liberan alrededor de 40 mil millones de toneladas de dióxido de carbono a la atmósfera cada año. Pero, ¿dónde están exactamente esas emisiones? Un grupo de científicos del Instituto Meteorológico de Finlandia (FMI) han utilizado datos de OCO-2 para hacer mapas de emisiones humanas de dióxido de carbono por satélite. Esas observaciones por satélite coinciden bien con estimaciones terrestres.

Los mapas en esta página representan anomalías del dióxido de carbono en la atmósfera; es decir, lugares donde los niveles de CO2 eran más altos que las fluctuaciones normales que ocurren con las estaciones. Se basan en trabajos publicados en noviembre de 2016 por Janne Hakkarainen y sus colegas en FMI.

Los mapas representan el dióxido de carbono generalizado alrededor de las principales áreas urbanas, así como algunas zonas más pequeñas de altas emisiones. Los valores más altos en el estudio se observaron en el este de China, con otros puntos calientes en el este de Estados Unidos, Europa Central, Oriente Medio y Japón.

"OCO-2 puede detectar incluso áreas aisladas más pequeñas, como las ciudades individuales. Es una herramienta muy poderosa que da una nueva visión ", dijo Hakkarainen, el científico atmosférico en FMI que dirigió el estudio. "Uno de los hallazgos más interesantes fue ver una señal fuerte sobre Oriente Medio que no está presente en los inventarios de emisiones, lo que sugiere que los inventarios podrían estar incompletos en esa área". (Obsérvese que el mapa de Oriente Medio no muestra datos al este de Irán porque todavía no se han hecho cálculos para esas áreas).

Las moléculas de dióxido de carbono permanecen en la atmósfera durante un siglo o más, por lo que OCO-2 observa es el gas de efecto invernadero que fue emitido y acumulado hace años. La cantidad también fluctúa con las estaciones, ya que las plantas y el fitoplancton absorben más carbono durante la primavera y el verano y menos en el invierno.

La huella digital en un año dado es relativamente pequeña. "Las emisiones humanas en el último año pueden agregar sólo algo así como tres partes por millón a ese total", señaló Hakkarainen. El desafío consistía en aislar las recientes emisiones provocadas por el hombre de los ciclos naturales y de las acumulaciones a largo plazo.

Los investigadores analizaron y procesaron los datos OCO-2 para tener en cuenta los cambios estacionales, así como el nivel de fondo (ya cerca de 400 partes por millón). Eso los dejó con la señal de las emisiones de los vehículos de motor, las plantas de energía, y otros procesos industriales. Pero para asegurarse de que su señal era verdadera, el equipo se volvió a otro sensor, el Ozone Monitoring Instrument (OMI) en el satélite Aura de la NASA. Construido por un equipo holandés-finlandés, OMI puede medir el dióxido de nitrógeno, otro gas emitido durante la combustión de combustibles fósiles. Las detecciones de carbono de OCO-2 alineadas con detecciones de NO2 por OMI, han confirmando que el dióxido de carbono adicional era un resultado de las actividades humanas.

"Este es un primer paso para darnos cuenta del potencial de los datos OCO2", dijo Gavin Schmidt, director del Instituto Goddard de Estudios Espaciales de la NASA. No estuvo involucrado en el estudio. "Esto proporciona una línea de base contra la cual los cambios y la variabilidad futuros pueden ser evaluados".

Mapas NASA Earth Observatory por Joshua Stevens, utilizando datos de la anomalía de OCO-2, cortesía de Hakkarainen, J., Ialongo, I., y Tamminen, J. (2016). Leyenda de Mike Carlowicz, NASA Earth Observatory, y Carol Rasmussen, Laboratorio de Propulsión a Chorro.

Instrumento (s): OCO-2

Fuente: NASA Earth Observatory