Cambio climático: la evidencia desde el espacio
Desde su punto de vista único, los satélites proporcionan líneas clave de evidencia científica para entender el clima.
Los satélites han observado continuamente la Tierra durante las últimas cinco décadas hasta la actualidad. Esta información ayuda a los científicos a trazar la evolución de los componentes clave del clima, a comprender mejor los procesos del sistema terrestre, a predecir los cambios futuros y a impulsar la acción internacional.
Desde el espacio, las pruebas del cambio climático son contundentes.
Niveles sin precedentes de gases de efecto invernadero
Los niveles de dióxido de carbono y metano en la atmósfera -los principales impulsores del cambio climático inducido por el hombre- se encuentran en niveles récord y siguen aumentando.
Los satélites sirven para detectar el menor cambio en la concentración atmosférica. Muestran que el dióxido de carbono subió a 407 ppm en 2018, mientras que las concentraciones de metano están ahora alrededor del 150% por encima de los niveles preindustriales (Buchwitz, M. et al. 2018) – y siguen aumentando.
Al detectar con precisión estos pequeños cambios -con una precisión de 1 parte por millón en el caso del dióxido de carbono- las observaciones por satélite están ayudando a la comunidad científica a mejorar los modelos climáticos globales y a predecir mejor el probable efecto de calentamiento y los impactos derivados del aumento de los niveles de gases de efecto invernadero en la atmósfera.
El proyecto de gases de efecto invernadero de la Iniciativa sobre el Cambio Climático de la ESA está cartografiando la distribución mundial del dióxido de carbono y el metano cerca de la superficie. El equipo está investigando para mejorar los actuales productos operativos desarrollados inicialmente por la Iniciativa sobre el Cambio Climático, pero ahora transferidos y ampliados anualmente por el Servicio de Cambio Climático Copernicus de la UE.
El equipo del proyecto está utilizando datos de la última generación de satélites incluyendo la misión Copernicus Sentinel-5P, el Observatorio Orbital del Carbono (OCO-2) de la NASA y la misión TanSat de la Administración Espacial Nacional de China para observar estos gases de efecto invernadero con el mayor detalle posible. Estos satélites proporcionan datos de mayor resolución y están equipados con la capacidad de distinguir entre las fuentes naturales y humanas de dióxido de carbono y metano y, a su vez, apoyan las políticas de reducción de emisiones, como el Acuerdo de París, que están abordando el calentamiento global.
La disminución de la criosfera es generalizada
La criosfera -las zonas de la Tierra donde el agua está congelada- desempeña un papel importante en la moderación del clima global.
El calentamiento global ha provocado una contracción generalizada de la criosfera en las últimas décadas, a través de las capas de hielo polares y los glaciares, la cubierta de nieve terrestre, la extensión y el grosor del hielo marino del Ártico, con un aumento de las temperaturas del permafrost también, según un informe reciente del IPCC (IPCC Special Report on the Ocean and Cryosphere in a Changing Climate, 2019).
En estas zonas, a menudo vastas y remotas, los satélites han proporcionado información crucial sobre los rápidos cambios que se están produciendo.
Cambiando las capas de hielo
Las capas de hielo polares almacenan más del 99% del hielo de agua dulce de la Tierra en tierra. Incluso los cambios más modestos pueden influir en el nivel global del mar, aumentar las inundaciones costeras y perturbar las corrientes oceánicas.
Tanto la capa de hielo de la Antártida como la de Groenlandia están cambiando rápidamente. Una reciente evaluación internacional financiada por la ESA y la NASA muestra que están perdiendo masa de hielo seis veces más rápido que en la década de 1990, un ritmo que actualmente sigue el escenario de calentamiento climático de alto nivel del IPCC (IMBIE Shepherd, A. et al., 2020).
La pérdida total combinada de masa de hielo en Groenlandia y la Antártida se estima en 6.4 billones de toneladas entre 1992 y 2017, lo que ha hecho subir el nivel del mar en 17,8 milímetros.
De la subida total del nivel del mar debida al deshielo de las capas de hielo polares, alrededor del 60% (10.6 milímetros) se debió a la pérdida de hielo en Groenlandia y el 40% en la Antártida (7,2 milímetros).
Usando datos de satélites, los científicos estiman que las capas de hielo polares son responsables de un tercio de todo el aumento del nivel del mar.
Recuperación de los glaciares
La pérdida de masa de los glaciares está vinculada al aumento de la temperatura del aire, lo que los convierte en un indicador fiable del cambio climático. En un mundo que se calienta, su agua de deshielo contribuye a la subida del nivel del mar y estos cambios afectan a la disponibilidad de agua en todo el mundo.
Las exploraciones por satélite ayudan a trazar los cambios de los glaciares a largo plazo a escala local, regional y global. Su capacidad para supervisar a distancia los cambios en la superficie, la altura, la masa y la velocidad a la que fluyen los glaciares ayuda a estimar cómo estos factores contribuyen al aumento del nivel del mar y a la liberación de más agua dulce.
Los glaciares de todo el mundo han perdido bastante más de 9.000 gigatoneladas (nueve billones de toneladas) de hielo desde 1961 (Zemp, M., et al., 2019). A medida que los glaciares han retrocedido, los científicos estiman que la pérdida de hielo de los glaciares ha representado el 21 % del aumento global del nivel del mar entre 1993 y 2017 (WCRP Global Sea Level Budget Group, 2018).
La clave para evaluar estos cambios o para modelar su evolución futura es la existencia de un inventario detallado: una colección de características físicas clave de los glaciares. El proyecto de glaciares de la Iniciativa sobre el Cambio Climático de la ESA proporcionó un tercio de los 198.000 contornos de glaciares que componen el Inventario de Glaciares Randolph, el primer inventario global completo del mundo. Este recurso proporciona la evidencia observada autorizada sobre las tendencias y constituyó una importante contribución a las evaluaciones del cambio del nivel del mar realizadas en el Quinto Informe de Evaluación del IPCC.
Disminución del hielo marino
La disminución a largo plazo del hielo marino polar proporciona una de las indicaciones más claras del cambio en el medio ambiente de la Tierra.
Desde el espacio podemos observar un descenso a largo plazo de la extensión del hielo marino del Ártico, en todos los meses desde 1979 hasta la actualidad.
La reducción más fuerte se observa anualmente a finales del verano y las estimaciones sugieren que el área de hielo marino ha caído de 8 millones de km² durante septiembre a finales de la década de 1970 a unos 4 millones de km², su extensión más baja, durante 2012.
Desarrollado conjuntamente por el proyecto Hielo Marino de la Iniciativa sobre el Cambio Climático de la ESA y el SAF OSI de EUMETSAT, el registro satelital del hielo marino abarca más de cuarenta años hasta la actualidad. Se trata de una herramienta clave que permite a la comunidad científica evaluar y mejorar la precisión de las predicciones de los modelos climáticos, así como supervisar el cambio y evaluar las tendencias con mayor confianza.
Utilizando estos datos, los modelizadores climáticos han establecido una clara relación entre la disminución de la cobertura de hielo marino del Ártico en verano y las emisiones de dióxido de carbono acumuladas por la actividad humana.
Un estudio reciente estima que se pierden tres metros cuadrados de hielo marino del Ártico por cada tonelada de emisiones de dióxido de carbono (Notz y Stoeve, 2016).
La última generación de modelos climáticos, validados con el registro del satélite de hielo marino CCI de la ESA, indican que el océano Ártico podría estar libre de hielo durante los meses de verano ya en 2050.
Subida del nivel del mar
El nivel del mar ha subido en todo el mundo unos 15 cm durante el siglo XX y actualmente está subiendo más del doble a un ritmo de 3.6 mm al año (entre 2006 y 2015).
Según el informe especial del IPCC sobre los océanos y la criosfera en un clima cambiante, el aumento del nivel del mar podría alcanzar entre 60 y 110 cm para el año 2100 en las proyecciones de los modelos que suponen que los países toman pocas medidas para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Esto convertiría las inundaciones en un acontecimiento anual, aumentando los riesgos a los que se enfrentan 1.900 millones de personas que viven en regiones costeras bajas.
Los factores que contribuyen al aumento del nivel del mar son: la expansión térmica en respuesta al aumento de la temperatura del agua del mar y la adición de agua dulce a medida que las capas de hielo y los glaciares pierden masa. Lo sabemos porque los sensores especializados de los satélites de observación de la Tierra miden la temperatura de la superficie del mar y los cambios en el hielo y los glaciares.
Al fusionar las observaciones de 11 misiones satelitales diferentes, el proyecto de la Iniciativa sobre el Cambio Climático de la ESA sobre el nivel del mar ha generado un registro altamente preciso y continuo de 25 años de la altura de la superficie del mar (Ablain, M. et al.(2017); Legeais, J-F. et al. (2018)).
Una comprensión precisa de los cambios en el nivel global del mar, incluyendo las importantes diferencias regionales, es vital para que la comunidad internacional desarrolle una respuesta eficaz.
El nivel del mar no aumenta de manera uniforme en todas partes – las mediciones sólo posibles por satélite muestran cómo el nivel del mar en todo el mundo varía debido a los vientos, la presión atmosférica, el fondo del océano, la rotación de la Tierra, así como la temperatura y la salinidad del agua.
Disminución de la cubierta de nieve y de la masa de nieve
La cubierta de nieve es muy sensible a un aumento de la temperatura. Los datos de los satélites muestran que, a medida que aumenta la temperatura global, la extensión de la nieve disminuyó a un ritmo de (-0,55 ± 0,21) × 106 km² por década en primavera en todo el hemisferio norte en la década de 1980 y en el siglo XXI (Thackeray, C. et al. (2016)).
El proyecto de nieve de la Iniciativa sobre el Cambio Climático de la ESA proporciona la primera estimación fiable del cambio de la masa de nieve, utilizando una serie temporal global de 39 años basada en observaciones pasivas por satélite de microondas. Se han observado tendencias continentales. Por ejemplo, la masa de nieve disminuyó en 46 gigatoneladas por década en toda América del Norte. Aunque esto no se reflejó en Eurasia, se observó una gran variabilidad regional.
Basándose en las tendencias actuales y en el umbral de 1,5 °C de aumento de la temperatura de la superficie, los modelos climáticos predijeron que la masa de nieve disminuiría hasta un 40% en el centro de América del Norte, Europa occidental y el noroeste de Rusia, en relación con el período 1986-2005.
Seguimiento del clima desde el espacio
Las mediciones de las misiones de la ESA suponen una contribución sustancial al seguimiento del clima. La Iniciativa sobre el Cambio Climático de la ESA aprovecha las observaciones del archivo satelital de 40 años de la ESA, así como de las misiones actuales de la ESA, los Centinelas Copérnico y las misiones de terceros, para generar registros de datos consistentes, a largo plazo y globales para 21 variables climáticas esenciales.
Estos registros fiables apoyan el proceso de la CMNUCC que impulsa la acción climática internacional. Se utilizan en asociación con los modelos del sistema terrestre para estudiar los impulsores, las interacciones y las retroalimentaciones debidas al cambio climático, así como los depósitos, las teleconexiones, los puntos de inflexión y los flujos de energía, agua y carbono, entre otros.
Explore los datos climáticos
Visite la sección Explore para echar un vistazo más de cerca a los datos climáticos que se producen a través del programa de la Iniciativa sobre el Cambio Climático de la Agencia Espacial Europea.
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