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    La NASA ayuda a advertir sobre la proliferación de algas nocivas en los lagos, embalses

    Los datos de Landsat 8 se pueden utilizar para detectar altas concentraciones de clorofila-a (que se muestra en verde pálido en esta imagen mejorada de Wisconsin), que puede advertir a los administradores del agua sobre posibles proliferaciones de algas nocivas. Crédito:Observatorio de la Tierra de la NASA / Joshua Stevens

    La proliferación de algas nocivas puede causar grandes problemas en las áreas costeras y los lagos de los Estados Unidos. Cuando los organismos acuáticos que contienen toxinas se multiplican y forman una flor, puede enfermar a personas y mascotas, contaminar el agua potable, y cierres forzosos en sitios de navegación y natación.

    Con recursos limitados para monitorear estas floraciones a menudo impredecibles, Los administradores del agua están recurriendo a las nuevas tecnologías de la NASA y sus socios para detectar y realizar un seguimiento de los peligros potenciales. Esto es particularmente crítico en lagos y embalses que la gente usa tanto para recreación como para suministro de agua.

    Una nueva aplicación para dispositivos móviles Android, de la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA) y ahora disponible en Google Play, alertará a los funcionarios y miembros del público cuando se esté formando una floración de algas nocivas, dependiendo de los cambios específicos en el color del agua observados por los satélites. La aplicación es un producto de la Red de Evaluación de Cianobacterias de múltiples agencias, o CyAN.

    "El interés es utilizar la teledetección como un ojo en el cielo, sistema de alerta temprana para obtener una imagen de las cianobacterias dañinas en los lagos interiores de EE. UU., "dijo Jeremy Werdell, el líder del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA para CyAN, que también incluye la EPA, el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA).

    "Los recursos son limitados, y no es posible que todos en tierra estén monitoreando todos los cuerpos de agua continentales todo el tiempo, ", dijo." Los satélites están proporcionando una herramienta para ayudar a informar cómo y cuándo gastar recursos para ir y recolectar muestras de agua ".

    La NASA ha estado estudiando la calidad del agua desde el espacio durante décadas, comenzando en 1978 con el instrumento Coastal Zone Color Scanner que usaba el color del océano para estudiar las poblaciones de fitoplancton. Con instrumentos posteriores, como el espectrorradiómetro de imágenes de resolución moderada en los satélites Terra y Aqua de la NASA, la resolución fue lo suficientemente fina como para distinguir lagos y embalses interiores más grandes, y los científicos comenzaron a utilizar los datos para detectar las firmas de cianobacterias en agua dulce.

    Las cianobacterias se encuentran naturalmente en muchos cuerpos de agua, desde los Grandes Lagos hasta los pequeños estanques del vecindario. En pequeñas cantidades, estas algas no son un problema. Pero en las condiciones adecuadas:agua tibia, luz del sol, además de los nutrientes que a menudo se lavan en los campos agrícolas, las cianobacterias pueden multiplicarse y formar flores potencialmente tóxicas.

    Aunque las algas individuales son microscópicas, las flores se pueden ver desde el espacio. En cantidades masivas, Las floraciones de cianobacterias pueden aparecer como grandes franjas y parches verdes debido a su principal pigmento fotosintético. Su presencia también se puede detectar mediante fluorescencia, que las floraciones de algas emiten en respuesta a la exposición a la luz solar. Usando las características únicas de la flor, instrumentos en los satélites Landsat de la NASA / USGS, los satélites Copernicus Senteinel-2 y Copernicus Sentinel-3 de la Agencia Espacial Europea, así como varios otros, son capaces de identificar la presencia de algas.

    Con programas de computadora desarrollados para procesar esas observaciones satelitales de Sentinel-3, Las supercomputadoras de la NASA producen informes semanales sobre el color y otra información sobre la calidad del agua de más de 2 000 lagos en los Estados Unidos como parte del proyecto CyAN, dijo Bridget Seegers, un científico investigador en Goddard en Greenbelt, Maryland.

    Los usuarios de la nueva aplicación CyAN podrán marcar un lago en particular con un alfiler, que aparecerá en verde si el lago parece libre de flores. amarillo si hay algas presentes pero por debajo de un cierto umbral de preocupación, o rojo, lo que indica que es probable que haya una floración. Está diseñado no solo para administradores de calidad del agua, Seegers dijo:pero para las personas que ponen una canoa en su automóvil y debaten adónde ir, o un armador que dirija a las personas al mejor lago para practicar kayak.

    CyAN comenzó en 2015, y ha trabajado con agencias estatales y locales para identificar floraciones potencialmente dañinas, dijo Blake Schaeffer, un ecólogo investigador de la EPA y el líder del programa de esa agencia.

    Los gerentes de calidad del agua de las Regiones de la EPA y la Oficina del Agua se asociaron con CyAN para probar y evaluar la aplicación y los datos satelitales. él dijo, es más, grupos de científicos ciudadanos, Los grupos tribales y el público también han mostrado interés en los datos.

    "Estamos poniendo el poder de la información satelital directamente en manos de la gente, ", Dijo Schaeffer." No tienen que extraer datos; pueden optar por que se les envíen los datos ".

    El programa tiene limitaciones, sin embargo. Los satélites no pueden ver a través de las nubes y debido a la resolución de Sentinel-3A, los lagos deberían tener un poco más de media milla (900 metros) de ancho para rastrearlos con datos de la más alta calidad.

    Para observar lagos y embalses aún más pequeños, Schaeffer y otros están recurriendo a Landsat. Debido a problemas con las nubes (y una revisión menos frecuente), Satélites Landsat, los científicos obtienen aproximadamente una medición clara de un sitio determinado cada mes. Pero con la resolución espacial más alta de Landsat, Pueden rastrear información sobre la calidad del agua de más del 60% de los lagos y embalses de EE. UU., o más de 170, 000 masas de agua.

    Landsat y Sentinel-3 son complementarios; Landsat tiene una mayor resolución espacial, mientras que Sentinel-3 recopila datos sobre sitios individuales con mayor frecuencia y detecta longitudes de onda más apropiadas para las cianobacterias. Además, Los satélites Landsat tienen sensores térmicos que pueden usarse para monitorear la temperatura de la superficie de los lagos, que es útil, ya que las temperaturas más cálidas promueven el crecimiento de las flores. Schaeffer está investigando cómo agregar ese factor adicional al programa de monitoreo.

    Por último, el objetivo es crear un sistema de monitoreo de la calidad del agua que aproveche los datos de muchas fuentes:Sentinel-2, Landsat, y otros satélites, así como la información recopilada sobre el agua, dijo Nima Pahlevan, investigador de Goddard y miembro del equipo científico de Landsat.

    Él y su equipo están trabajando en cómo utilizar mejor los datos de Landsat y Sentinel para identificar lagos, ríos embalses y otros cuerpos de agua con presencia excesiva de algas. La misión Landsat ha estado operando desde finales de la década de 1970, para que los investigadores y los administradores del agua puedan rastrear el historial de un lago determinado para determinar si cada lago, o potencialmente incluso un píxel individual dentro de una imagen de un lago, ha cambiado, y si indica una floración.

    "Esperamos que con estas imágenes, producidos casi en tiempo real, en tan solo 3 a 4 horas, podemos construir un sistema para emitir advertencias que son específicas para cada lago o embalse, "Dijo Pahlevan.

    Un desafío al que se enfrenta el grupo es que no se están tomando muchas medidas de agua en los diferentes lagos para comparar, y verificar, lo que informa el satélite. Con el apoyo de la Oficina de Ciencias del Proyecto Landsat, Pahlevan y colaboradores han colocado tres instrumentos en Green Bay, Wisconsin, Lago Okeechobee, Florida, y Grizzly Bay, California, para tomar medidas del agua para compararlas con Landsat y otras medidas satelitales.

    Con esos datos del campo, y trabajar este verano, que incluye el seguimiento de un puñado de lagos utilizando Landsat y Sentinel-2, Pahlevan espera desarrollar el programa y expandirlo a un sistema operativo con más ubicaciones para el verano de 2020.

    Para personas como Donalea Dinsmore, que trabaja para el Departamento de Recursos Naturales de Wisconsin (DNR), más herramientas de monitoreo por satélite serían una adición bienvenida al conjunto de métodos que usa el estado para controlar dónde ocurren las floraciones de algas nocivas. Cada verano el departamento recibe preguntas sobre si el lodo verde que flota en los lagos es dañino, o informes de perros que se enfermaron después de nadar o beber de un lago, ella dijo. El DNR de Wisconsin tiene personal que monitorea muchos de los miles de lagos en el estado, pero no pueden llegar a todas partes.

    "Con 15, 000 lagos, ¿Puedes visitarlos a todos? Y dependiendo de cuando visites, puede que te pierdas una flor ", Dijo Dinsmore." Puede ser un programa de monitoreo realmente complicado y costoso si vas a ciegas ".


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