El 17 de marzo de 2002, se lanzó el dúo de satélites alemán-estadounidense GRACE Gravity Recovery and Climate Experiment para mapear el campo gravitacional global con una precisión sin precedentes. Después de todo, la misión duró unos buenos 15 años, más de tres vecestanto tiempo como se esperaba. Cuando los dos satélites se quemaron en la atmósfera de la Tierra a fines de 2017 y principios de 2018, respectivamente, registraron el campo gravitacional de la Tierra y sus cambios a lo largo del tiempo en más de 160 meses.
Esta llamada gravimetría satelital con resolución temporal hace posible, entre otras cosas, monitorear el ciclo del agua terrestre, el balance de masa de las capas de hielo y los glaciares o el cambio del nivel del mar, y así comprender mejor los mecanismos del mundo globalsistema climático, para evaluar tendencias climáticas importantes con mayor precisión y para predecir posibles consecuencias.
Una revisión en la revista Cambio climático de la naturaleza en el que participaron Frank Flechtner, Christoph Reigber, Christoph Dahle y Henryk Dobslaw del Centro Helmholtz Potsdam Centro de Investigación Alemán para Geociencias GFZ e Ingo Sasgen del Instituto Alfred Wegener, Centro Helmholtz de Investigación Polar y Marina AWI, ahora presentaaspectos destacados en el campo de la investigación climática basada en observaciones GRACE.
capas de hielo y glaciares
GRACE produjo la primera medición directa de la pérdida de masa de hielo de las capas de hielo y los glaciares. Anteriormente, solo había sido posible estimar las masas y sus cambios utilizando métodos indirectos. En los primeros dos años de la misión ya era posibleobservar señales claras de pérdida de masa de hielo en Groenlandia y la Antártida. Los datos medidos mostraron que el 60 por ciento de la pérdida de masa total se debe a una mayor producción de masa fundida en respuesta a las tendencias de calentamiento del Ártico, mientras que el 40 por ciento se debe a un aumento deel flujo de hielo hacia el océano. Según los datos de GRACE, entre abril de 2002 y junio de 2017, Groenlandia perdió alrededor de 260 mil millones de toneladas de hielo por año, la Antártida unos 140 mil millones de toneladas. Además de las tendencias a largo plazo, los datos del campo de gravedad también proporcionan evidencia delos efectos directos de los fenómenos climáticos mundiales como "El Niño" en las capas de hielo y los glaciares de todo el mundo.
almacenamiento de agua terrestre
Entre las contribuciones más impactantes de la misión GRACE ha estado la presentación del cambiante paisaje de agua dulce de la Tierra, que tiene profundas implicaciones para el agua, la alimentación y la seguridad humana. Las estimaciones globales de las tendencias GRACE sugieren aumentar el almacenamiento de agua en latitudes altas y bajas, con disminuciónalmacenamiento en latitudes medias. Aunque el registro GRACE es relativamente corto, esta observación de cambios a gran escala en el ciclo hidrológico global ha sido una importante confirmación temprana de los cambios pronosticados por los modelos climáticos a lo largo del siglo XXI.
Los datos de GRACE también ayudan a analizar y evaluar el nivel del mar con mayor precisión, ya que el almacenamiento de agua dulce en tierra está vinculado al nivel del mar por varios mecanismos. Los análisis de los datos de GRACE han permitido las primeras estimaciones de los cambios de almacenamiento de agua subterránea desde el espacioConfirman tasas excesivas de agotamiento de las aguas subterráneas de acuíferos individuales en todo el mundo. Los datos sobre el almacenamiento de agua terrestre también han contribuido a la validación y calibración de varios modelos climáticos.
cambio del nivel del mar y dinámica del océano
Dentro de este siglo, el aumento del nivel del mar podría acelerarse a 10 milímetros por año, una tasa sin precedentes durante los últimos 5000 años y una consecuencia profunda y directa de un clima más cálido. Desde elprincipios de la década de 1990, pero solo muestran el cambio absoluto en el nivel del mar. En los 25 años entre 1993 y 2017, el nivel del mar aumentó en un promedio de 3.1 milímetros por año. Para descubrir cómo la expansión térmica, el hielo derretido y la afluencia continental decada agua afecta el nivel del mar, es necesario estudiar la distribución de la masa del agua. GRACE ha demostrado que 2.5 milímetros del aumento promedio anual del nivel del mar de 3.8 milímetros entre 2005 y 2017 es causado por la entrada de agua u otra masa y 1.1milímetros por la expansión térmica del agua. Resolver esta composición es importante para las proyecciones del nivel del mar. Los datos de GRACE proporcionan una restricción en el cambio de masa oceánica y, por lo tanto, indirectamente en el desequilibrio energético de la Tierra, que es un factor fundamental.métrica global del cambio climático.GRACE ha demostrado que la mayor parte del calentamiento liberado por el aumento de la temperatura ocurre en los 2000 metros superiores de los océanos, que son los sumideros de energía más importantes del cambio climático.GRACE también contribuye a una mejor comprensión de la dinámica y el impacto de las corrientes oceánicas, en particular para el Océano Ártico.
aplicaciones de servicio climático
Los datos del campo de gravedad de los satélites GRACE ayudan a mejorar el Monitor de sequía de los Estados Unidos. Esto ayuda a las autoridades estadounidenses a reaccionar ante las sequías de manera oportuna y sensata. Con EGSIEM Servicio europeo de gravedad para la gestión mejorada de emergencias, la Unión Europea hapromovió un servicio diseñado para identificar los riesgos de inundación regionales lo antes posible. Entre abril y junio de 2017, se llevaron a cabo pruebas con datos históricos de inundación, que muestran que los indicadores de humedad para las grandes cuencas fluviales determinadas por GRACE pueden mejorar los pronósticos, por ejemplo, para el Mississippio el Danubio. Los resultados actuales también muestran que los datos GRACE pueden usarse para predecir con mayor precisión el riesgo de incendios forestales estacionales.
El GFZ operó la misión GRACE junto con el Centro Aeroespacial Alemán DLR y en el lado estadounidense con el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA JPL. En mayo de 2018, la misión de seguimiento GRACE Follow-on GRACE-FOse lanzó. Los primeros mapas mensuales de campo de gravedad deberían estar disponibles para los usuarios internacionales a finales de julio de este año. Las dificultades inesperadas retrasaron la presentación de los productos. "El motivo fue el fallo de una unidad de control en el segundo satélite GRACE-FO,"explica Frank Flechtner de GFZ." Esto hizo necesario cambiar a la unidad de reemplazo instalada para tales escenarios. Pero ahora, con GRACE-FO, un registro de más de dos décadas de los cambios de masa en el sistema Tierra está al alcance."ph
Antecedentes: el peso del agua
Cuanto mayor es la masa de un objeto, mayor es su atracción gravitacional. Por ejemplo, los Alpes ejercen una atracción gravitacional más alta que las tierras bajas del norte de Alemania. Cuando los satélites orbitan la Tierra y vuelan sobre una región masiva, se aceleran mínimamente al acercarse a ellay reducir la velocidad a medida que vuelan.
Una pequeña parte de la gravitación que emana de la Tierra se basa en agua en o cerca de la superficie en océanos, ríos, lagos, glaciares y subterráneos. Esta agua reacciona a las estaciones, tormentas, sequías u otros efectos climáticos. GRACE aprovechóel desplazamiento masivo de agua al registrar su efecto en el dúo de satélites que orbitaba nuestro planeta 220 kilómetros seguidos. Se utilizaron microondas para medir su distancia. Esta distancia cambió con el tiempo debido al cambio de masa en la Tierra. Según los datos, los investigadoresluego calculó mapas mensuales de los cambios regionales en la atracción gravitacional de la Tierra y los cambios causales en las masas en la superficie.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por GFZ GeoForschungsZentrum Potsdam, Centro Helmholtz . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :