Los científicos de la NASA están lanzando nuevos mapas globales de la Tierra por la noche, proporcionando la visión más clara pero compuesta de los patrones de asentamiento humano en todo nuestro planeta.

Las imágenes satelitales de la Tierra por la noche, a menudo denominadas "luces nocturnas", han sido una curiosidad increíble para el público y una herramienta para la investigación fundamental durante casi 25 años. Han proporcionado una amplia, hermosa foto, mostrando cómo los humanos han dado forma al planeta e iluminado la oscuridad. Producido cada década más o menos, Estos mapas han generado cientos de usos de la cultura pop y docenas de proyectos de investigación en ciencias sociales y medio ambiente.

Pero, ¿qué pasaría si las imágenes de luces nocturnas pudieran actualizarse anualmente? mensual o incluso diario? Un equipo de investigación dirigido por el científico de la Tierra Miguel Román del Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, planea averiguarlo este año.

En los años transcurridos desde el lanzamiento en 2011 del satélite Suomi National Polar-orbiting Partnership (NPP) de la NASA-NOAA, Román y sus colegas han estado analizando datos de luces nocturnas y desarrollando nuevo software y algoritmos para hacer que las imágenes de las luces nocturnas sean más claras. más precisa y fácilmente disponible. Ahora están a punto de proporcionar diariamente, vistas de alta definición de la Tierra por la noche, y tienen como objetivo la divulgación de dichos datos a la comunidad científica a finales de este año.

Desde que colegas de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica y la NASA lanzaron un nuevo mapa de la Tierra en la noche en 2012, Román y sus compañeros de equipo en el Sistema de Información y Datos Satelitales de Observación de la Tierra (EOSDIS) de la NASA han estado trabajando para integrar datos nocturnos en los Servicios de exploración de imágenes globales (GIBS) de la NASA y las herramientas de mapeo de cosmovisión. Disponible gratuitamente para la comunidad científica y el público a través de la Web, GIBS y Worldview permiten a los usuarios ver imágenes de la Tierra en colores naturales y falsos a las pocas horas de la adquisición del satélite.

Hoy están lanzando un nuevo mapa compuesto global de luces nocturnas como se observó en 2016, así como una versión revisada del mapa de 2012 (8 MB jpg | 265 MB jpg). El grupo de la NASA ha examinado las diferentes formas en que se irradia la luz, esparcidos y reflejados por la tierra, superficies atmosféricas y oceánicas. El principal desafío en las imágenes satelitales nocturnas es tener en cuenta las fases de la luna, que varía constantemente la cantidad de luz que brilla en la Tierra, aunque de formas predecibles. Igualmente, vegetación estacional, nubes aerosoles, cubierta de nieve y hielo, e incluso las emisiones atmosféricas débiles (como el resplandor del aire y las auroras) cambian la forma en que se observa la luz en diferentes partes del mundo. Los nuevos mapas se elaboraron con datos de todos los meses de cada año. El equipo escribió un código que recogía las vistas nocturnas más claras cada mes, en última instancia, combinando datos sin luz de luna y corregidos a la luz de la luna.

Román y sus colegas han estado desarrollando técnicas de detección remota para filtrar estas fuentes de luz extraña, recopilar una señal mejor y más consistente de cómo están cambiando los patrones y procesos impulsados ​​por el ser humano. El procesamiento mejorado acerca a Suomi NPP a su máximo potencial de observar luz tenue hasta la escala de una lámpara de carretera aislada o un barco de pesca. El caballo de batalla del satélite es el Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS), que detecta fotones de luz reflejados desde la superficie y la atmósfera de la Tierra en 22 longitudes de onda diferentes. VIIRS es el primer instrumento satelital que realiza mediciones cuantitativas de emisiones y reflejos de luz, que permite a los investigadores distinguir la intensidad, tipos y fuentes de luces nocturnas durante varios años.

Suomi NPP observa casi todos los lugares de la Tierra aproximadamente a la 1:30 p.m. y 1:30 a.m. (hora local) todos los días, observando el planeta en franjas verticales de 3000 kilómetros de polo a polo. VIIRS incluye una banda especial "día-noche, "un sensor de poca luz que puede distinguir las luces nocturnas con una resolución espacial seis veces mejor y una resolución de niveles de iluminación 250 veces mejor (rango dinámico) que los satélites de observación nocturna anteriores. Y debido a que Suomi NPP es un satélite científico civil, los datos están disponibles gratuitamente para los científicos en cuestión de minutos a horas después de la adquisición.

Armado con productos ambientales nocturnos más precisos, El equipo de la NASA ahora está automatizando el procesamiento para que los usuarios puedan ver imágenes nocturnas pocas horas después de la adquisición. Esto tiene el potencial de ayudar a la previsión meteorológica a corto plazo y la respuesta a desastres.

"Gracias a VIIRS, ahora podemos monitorear los cambios a corto plazo causados ​​por alteraciones en el suministro de energía, como el conflicto, tormentas terremotos y apagones, ", dijo Román." Podemos monitorear los cambios cíclicos impulsados ​​por las actividades humanas recurrentes, como la iluminación navideña y las migraciones estacionales. También podemos monitorear los cambios graduales impulsados ​​por la urbanización, emigración, cambios económicos, y electrificación. El hecho de que podamos rastrear todos estos aspectos diferentes en el corazón de lo que define a una ciudad es simplemente alucinante ".

Por ejemplo, VIIRS detectó cortes de energía a raíz del huracán Matthew, una gran tormenta que azotó el noreste del Caribe y el sureste de los Estados Unidos a fines de septiembre de 2016. El equipo de Respuesta a Desastres de la NASA proporcionó los datos a colegas de la Agencia Federal para el Manejo de Emergencias; en el futuro, NASA, FEMA y el Departamento de Energía esperan desarrollar mapas de cortes de energía e integrar la información en los esfuerzos de recuperación por parte de los socorristas.

El equipo de la NASA prevé muchos otros usos potenciales de la investigación, grupos meteorológicos y cívicos. Por ejemplo, Las imágenes nocturnas diarias podrían usarse para ayudar a monitorear la pesca no reglamentada o no declarada. También podría contribuir a los esfuerzos para rastrear los movimientos y concentraciones del hielo marino. Los investigadores en Puerto Rico tienen la intención de utilizar el conjunto de datos para reducir la contaminación lumínica y ayudar a proteger los bosques tropicales y las áreas costeras que sustentan ecosistemas frágiles. Y un equipo de las Naciones Unidas ya ha utilizado datos de luces nocturnas para monitorear los efectos de la guerra en la energía eléctrica y el movimiento de las poblaciones desplazadas en la Siria devastada por la guerra.

En una separada, proyecto a largo plazo, Román está trabajando con colegas de todo el mundo para mejorar las estimaciones globales y regionales de las emisiones de dióxido de carbono. El equipo de la Oficina de Asimilación y Modelado Global de la NASA (GMAO) está combinando luces nocturnas, datos de uso de suelo urbano, y proyecciones estadísticas y de modelos de emisiones antropogénicas en formas que deberían hacer que las estimaciones de las fuentes sean mucho más precisas.