El trabajo de monitorear el ciclo del carbono de la Tierra y las emisiones de dióxido de carbono de la humanidad recibe cada vez más apoyo desde arriba, gracias a los terabytes de datos que llegan a la Tierra desde los satélites.

Cinco artículos publicados en Ciencias hoy proporcionan datos de la misión Orbiting Carbon Observatory-2 (OCO-2) de la NASA. Muestran el ciclo del carbono de la Tierra con un detalle sin precedentes, incluidos los efectos de los incendios en el sudeste asiático, las tasas de crecimiento de los bosques amazónicos, y el aumento sin precedentes del dióxido de carbono atmosférico durante El Niño de 2015-16.

Otro estudio satelital publicado hace dos semanas reveló una rápida pérdida de biomasa en los trópicos, mostrando que hemos pasado por alto las mayores fuentes de emisiones de carbono terrestre. Si bien podemos preocuparnos por la limpieza de tierras, Se está perdiendo el doble de biomasa de los bosques tropicales a través de procesos de degradación como la recolección.

El siguiente paso en nuestra comprensión de la dinámica del carbono de la Tierra será construir sensores, satélites y modelos informáticos que pueden distinguir la actividad humana de los procesos naturales.

¿Pueden los satélites ver las emisiones provocadas por el hombre?

La idea de utilizar satélites para realizar un seguimiento de nuestros esfuerzos por reducir las emisiones de combustibles fósiles es tentadora. Los satélites actuales no pueden hacerlo pero la próxima generación tiene como objetivo apoyar el seguimiento a nivel de países, regiones y ciudades.

Los sensores satelitales actuales pueden medir los niveles de CO₂ en la atmósfera, pero no puedo decir si proviene del intercambio natural de carbono con la tierra y los océanos, o de actividades humanas como la quema de combustibles fósiles, producción de cemento, y deforestación.

Igualmente, los satélites no pueden distinguir entre cambios naturales y humanos en la cobertura del área foliar (verdor), o la capacidad de la vegetación para absorber CO₂.

Pero a medida que aumenta la resolución espacial de los satélites, esto cambiará. OCO-2 puede ver características tan pequeñas como 3 kilómetros cuadrados, mientras que el satélite GOSAT, construido específicamente para este propósito, se limita a observar características no menores de 50 kilómetros cuadrados.

A medida que mejora la resolución, Podremos observar mejor las elevadas concentraciones de CO₂ en puntos críticos de emisiones como las grandes ciudades, regiones de incendios forestales en África y Australia, o incluso centrales eléctricas individuales y fugas industriales.

Al combinar estas técnicas de detección con modelos informáticos de la atmósfera, océanos y tierra, podremos separar el impacto de la humanidad de los procesos naturales.

Por ejemplo, Sabemos desde hace mucho tiempo que la concentración de CO₂ atmosférico aumenta más rápido durante un evento de El Niño, y que esto se debe principalmente a cambios en tierra. Solo con la vista de pájaro que ofrece el satélite OCO-2 pudimos ver que cada uno de los continentes tropicales reaccionó de manera tan diferente durante el reciente gran El Niño:las emisiones de incendios aumentaron en el sudeste asiático, la absorción de carbono por los bosques en la Amazonia disminuyó, y aumentó la respiración del suelo en África tropical.

Similar, ahora podemos examinar los procesos detrás del extraordinario enverdecimiento de la Tierra durante las últimas décadas a medida que aumentaron los niveles de CO₂. Hasta el 50% de la tierra con vegetación es ahora más verde que hace 30 años. Se estimó que el efecto cada vez mayor de la fertilización con CO2 impulsado por el ser humano sobre la vegetación era el factor dominante.

Ahora tenemos satélites que pueden estudiar este proceso en resoluciones espaciales de decenas de metros, lo que significa que también podemos controlar los procesos que deshacen este enverdecimiento. como la deforestación.

Qué hay en la tienda

La próxima década verá el desarrollo de más sensores espaciales y herramientas de modelado para ayudarnos a controlar el ciclo del carbono.

GOSAT-2 reemplazará al actual GOSAT, ofreciendo una resolución significativamente mejorada y mediciones más sensibles de CO₂ y metano (CH₄), otro gas de efecto invernadero importante.

Mientras tanto, el satélite GeoCarb se lanzará a una órbita estacionaria sobre las Américas para medir CO₂, CH₄ (principalmente de humedales en los trópicos), y monóxido de carbono (de la quema de biomasa). Estará atento a cualquier fuga importante de la industria del gas.

Las misiones satelitales BIOMASS y FLEX proporcionarán mejores estimaciones globales de la altura de los bosques y la densidad de carbono, y de la capacidad fotosintética de las plantas, respectivamente.

A bordo de la Estación Espacial Internacional, un instrumento llamado GEDI, también estimará la altura y la estructura de la vegetación, y combinado con ECOSTRESS evaluará los cambios en la biomasa aérea, reservas de carbono y productividad.

En Australia, Estamos desarrollando un sistema de modelado atmosférico y un modelo de vegetación dinámico capaz de ingerir la última generación de observaciones satelitales y terrestres para mapear fuentes y sumideros de carbono en todo el continente.

A través de la Red de Investigación de Ecosistemas Terrestres (TERN), nos estamos preparando para aprovechar al máximo estas nuevas misiones, y ayudar a validar muchas de estas estimaciones espaciales en los Supersitios de TERN y otras parcelas de muestreo clave.

Con la gran cantidad de información que generarán los sensores espaciales, así como observaciones terrestres y modelos informáticos, estamos entrando en una era en la que tendremos una capacidad sin precedentes para rastrear el impacto de los humanos en nuestra atmósfera, tierras y océanos.

Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Lea el artículo original.