En el Día de la Tierra, nos enfocamos en el bienestar de nuestro planeta, y eso incluye la forma en que la actividad humana afecta su clima. Todos los días del año, la Estación Espacial Internacional, que orbita alrededor de la Tierra a 400 kilómetros (250 millas) de altura, proporciona abundantes datos que ayudan con ese enfoque.
La estación es una de las decenas de misiones de la División de Ciencias de la Tierra de la NASA (NASA Earth) que están en órbita, y proporciona tres plataformas principales para estudiar el cambio climático: varios instrumentos de observación de la Tierra montados en su exterior, una plataforma para desplegar pequeños satélites CubeSat de observación de la Tierra, y ventanas que los astronautas utilizan para tomar fotos del planeta. Debido a que su órbita pasa por encima del 90 por ciento de las zonas pobladas de la Tierra y da vueltas alrededor del planeta 16 veces al día, los astronautas y los instrumentos tienen vistas de muchos lugares en diferentes momentos del día y de la noche.
Los científicos necesitan hacer seguimiento de los factores que influyen en el clima durante largos períodos y la estación espacial les ayuda a conseguirlo. Sus contribuciones, junto con las del Programa de Ciencias Aplicadas de la NASA, moldean las decisiones sobre asuntos relacionados al clima. También nos ayudan a los seres humanos a comprender y cuidar el planeta, y a resolver los desafíos creados por el cambio climático
ECOSTRESS mide la temperatura del suelo, que durante el día es más caliente que el aire. Esta imagen de Houston, Texas, en junio de 2022 muestra las diferencias de temperatura entre las superficies urbanas, especialmente en las calzadas, y las áreas suburbanas más frescas. Durante una ola de calor en India y Pakistán en mayo de 2022, ECOSTRESS delimitó claramente las “islas de calor” urbanas que tenían temperaturas nocturnas de hasta 38,9 grados centígrados (102 grados Fahrenheit), mientras que los campos agrícolas cercanos se habían enfriado a unos 15,5 grados centígrados (60 grados Fahrenheit). Los expertos en calor urbano señalan que las temperaturas extremas pueden ser mortales debido a este efecto de isla de calor urbano, un riesgo que se agrava cuando las temperaturas no bajan lo suficiente por la noche.
Los científicos están utilizando mapas creados por el espectrómetro de imágenes de EMIT, y entre ellos están los de las regiones del desierto del Sahara (arriba) y Nevada (abajo), para evaluar cómo las partículas de polvo afectan el clima. Cuando el viento hace subir estas partículas a la atmósfera, pueden tener efectos de calentamiento o de enfriamiento, dependiendo de su composición. El recuadro rojo en la imagen de Nevada muestra la presencia de un mineral de arcilla de color claro que refleja la luz solar.
“Los colores más oscuros absorben la luz solar y los colores más claros la reflejan, por lo que el color del polvo afecta la temperatura”, explica Kate Calvin, jefa científica y asesora sénior para asuntos climáticos de la NASA. EMIT también identificó más de 50 superemisores, o infraestructura que emite metano a altas tasas. El metano es un potente gas de efecto invernadero, y limitar sus emisiones es clave para poner límites al cambio climático.
La delgada capa oscura debajo de la estratosfera azul en esta imagen tomada en marzo de 2022 por el instrumento SAGE III-ISS contiene partículas de la erupción del volcán Hunga Tonga-Hunga Ha’apa ocurrida unos meses antes. Este instrumento mide estas diminutas partículas o aerosoles de volcanes e incendios forestales, que pueden permanecer en la atmósfera superior durante años, afectando el clima mundial al dispersar la luz del Sol.
Este instrumento toma medidas de la luz del Sol o la Luna a medida que pasan a través de la atmósfera de la Tierra por el contorno, o limbo, de nuestro planeta; este es un fenómeno que se conoce como ocultación. Hasta marzo de 2023, SAGE III-ISS ha recopilado más de 54.000 de estos eventos, la gran mayoría de ellos de ocultación solar.
Otras investigaciones en la estación espacial también contribuyen a la investigación científica sobre el clima, entre las que se incluyen GEDI, OCO-3, DESIS, TSIS (también conocida como TSIS-1) y HISUI.
Los miembros de la tripulación han tomado más de 3,5 millones de imágenes de la Tierra desde la estación espacial para el programa Observaciones de la Tierra de la tripulación, el cual constituye uno de los registros más antiguos de cómo va cambiando nuestro planeta con el tiempo. Este programa actualmente respalda una serie de estudios, que incluyen características de la superficie como lagos, glaciares y volcanes, y procesos atmosféricos afectados por erupciones volcánicas.
Estas fotografías registran el aumento y la disminución de los lagos de Toshka en el sur de Egipto a consecuencia de eventos climáticos extremos entre septiembre de 2002 y noviembre de 2021. Estos lagos son depresiones naturales del desierto del Sahara que están llenas de agua desviada del lago Nasser, un embalse en el río Nilo, y sus niveles de agua fluctúan dependiendo del caudal del río. Los lagos, que estaban llenos en 2002 (imagen de arriba) después de varios años de grandes inundaciones, se habían secado en su mayoría en 2012. Los lagos se redujeron aún más en 2017 y 2018 (no se muestran imágenes), y luego se llenaron rápidamente después de las inundaciones récord en Sudán en 2020 y 2021.
La foto de noviembre de 2021 (abajo) muestra los lagos en su nivel más alto, junto con nuevos lagos que se formaron en las depresiones al norte y al sur de la cuenca oriental. El proyecto Lagos de Toshka fue diseñado para proporcionar riego para el desarrollo agrícola y alejar a los habitantes de las densas poblaciones del valle del Nilo.
El volcán Villarrica de Chile emite columnas de vapor y gases volcánicos después de una serie de pequeñas explosiones, en esta foto tomada desde la estación espacial el 17 de enero de 2023. Una veta de ceniza es visible sobre el volcán cubierto de nieve (parte inferior de la foto). Este tipo de actividad de bajo nivel puede ser un indicador de actividad volcánica inminente. El Villarrica es uno de los volcanes más activos de América del Sur y uno de los más peligrosos de la región volcánica del sur de los Andes.
En esta imagen tomada desde la estación espacial el 26 de septiembre de 2022, el huracán Ian gira justo al sur de Cuba antes de dirigirse hacia Florida. Ian tocó tierra cerca de Punta Gorda, Florida, como una tormenta de categoría 4 el 28 de septiembre. Este huracán se ubica como el tercero más costoso registrado en Estados Unidos, y causó 152 muertes y daños por casi 113.000 millones de dólares. Los estudios demuestran que el cambio climático crea condiciones que conducen a una intensificación más rápida de tormentas como estas.
Los satélites CubeSat son pequeños contenedores en forma de caja que se utilizan para demostraciones tecnológicas o para poner a prueba nuevos tipos de investigaciones científicas sobre asuntos climáticos, y son desplegados desde la compuerta de aire de la estación.
El pequeño satélite CubeSat HARP de la NASA, que se muestra listo para su despliegue desde la estación espacial en la imagen superior, demostró que estos pequeños satélites son capaces de transportar un polarímetro de imágenes compacto, el cual es un instrumento que observa cómo se dispersa la luz en las partículas para determinar su tamaño, forma y composición química. Las interacciones entre estas partículas y las nubes son un área de incertidumbre importante en los modelos climáticos y HARP podría ayudar a reducir esa incertidumbre.
Después de pasar 777 días en el espacio, HARP finalizó con éxito su misión, que fue pionera en nuevas tecnologías para observar las propiedades de las nubes y los aerosoles desde el espacio, algo que es decisivo para aprender más sobre fenómenos terrestres como la contaminación del aire y el cambio climático.
La imagen de abajo muestra el despliegue del pequeño satélite CubeSat DIWATA-1 de la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA, por sus siglas en inglés), el cual observa desastres meteorológicos en Filipinas como tifones y lluvias intensas localizadas.
Durante sus casi 23 años en órbita, la estación espacial se ha convertido en parte importante del trabajo de la NASA para estudiar el clima de la Tierra y mejorar nuestra comprensión de cómo está cambiando.
