Los instrumentos satelitales de la NASA son a menudo los primeros en detectar incendios forestales en regiones remotas, y las ubicaciones de los nuevos incendios se envían directamente a los administradores de tierras en todo el mundo a las pocas horas del paso elevado del satélite. Juntos, Instrumentos de la NASA, incluyendo un número construido y administrado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, detectar incendios ardientes activamente, rastrear el transporte de humo de incendios, proporcionar información para el manejo de incendios, y mapear el alcance de los cambios en los ecosistemas, según el alcance y la gravedad de las cicatrices de quemaduras.

La NASA tiene una flota de instrumentos de observación de la Tierra, muchos de los cuales contribuyen a nuestra comprensión del fuego en el sistema terrestre. Los satélites en órbita alrededor de los polos proporcionan observaciones de todo el planeta varias veces al día, Considerando que los satélites en una órbita geoestacionaria proporcionan imágenes de incendios de resolución aproximada, humo y nubes cada cinco a 15 minutos.

"El satélite de la NASA, La investigación aérea y de campo captura el impacto total de los incendios en el sistema terrestre, de la detección rápida de incendios que arden activamente, transporte de humo y cambios en los ecosistemas en los días o décadas posteriores al incendio, "dijo Doug Morton, un científico investigador en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.

Compartir datos con socios

Gran parte de los datos de teledetección que recopila la NASA sobre incendios forestales se ponen rápidamente a trabajar para ayudar a los esfuerzos de respuesta a desastres en todo el mundo. El Programa de Desastres de Ciencias de la Tierra de la NASA apoya esta ciencia de aplicación y se moviliza para eventos globales de riesgo intensivo que abarcan una variedad de peligros naturales, no solo incendios forestales sino terremotos, tsunamis, inundaciones derrumbes, tiempo severo, tormentas de invierno, ciclones tropicales y volcanes. Durante los últimos dos años, El Programa de Desastres de la NASA se ha intensificado para construir infraestructura y continuar forjando nuevas relaciones entre agencias regionales y locales de respuesta a desastres naturales y otras agencias espaciales de observación de la Tierra en todo el mundo.

Satélites e instrumentos

La NASA tiene dos tipos diferentes de sistemas de satélites para ayudar a rastrear incendios forestales:orbitadores polares y plataformas geoestacionarias. Los orbitadores polares como los satélites Terra y Aqua de la NASA y el satélite Suomi NPP de la NASA-NOAA brindan vistas detalladas de los incendios y el humo en todo el mundo hasta dos veces al día.

A diferencia de, satélites geoestacionarios como GOES (que es operado por NOAA pero fue diseñado y construido por la NASA) orbitan la Tierra en un plano ecuatorial con un período de 24 horas, la misma velocidad a la que gira la Tierra, y por lo tanto permanecen en una longitud fija por encima del ecuador. Esto permite que los satélites geoestacionarios proporcionen imágenes repetidas frecuentes (cinco minutos) de una parte del globo; sin embargo, normalmente tienen una resolución espacial más tosca que los orbitadores polares, que vuelan a altitudes mucho más bajas (alrededor de 435 millas, o 700 kilómetros, sobre la superficie de la Tierra).

Los instrumentos satelitales en órbita polar operados por la NASA que son relevantes para el monitoreo y manejo de incendios se describen a continuación. Además, Otros satélites utilizados para la predicción de incendios y la evaluación de riesgos incluyen el Experimento de recuperación de gravedad y clima (GRACE), Misión de medición de precipitación global (GPM) y satélites activos pasivos de humedad del suelo o (SMAP).

Finalmente, El mapeo de áreas quemadas aprovecha los datos de Landsat y el satélite Sentinel-2 de la Agencia Espacial Europea, junto con los instrumentos del espectrómetro de imágenes de resolución moderada (MODIS) y del conjunto de radiómetros de imágenes infrarrojas visibles (VIIRS). La evaluación posterior al incendio de los daños a los sistemas humanos y naturales es una parte clave para comprender el potencial de flujos de escombros y deslizamientos de tierra. así como la influencia del cambio de frecuencia y severidad de los incendios forestales.

Instrumento ASTER

El instrumento de Radiómetro de Emisión y Reflexión Térmica Avanzada del Espacio (ASTER) vuela a bordo del satélite Terra de la NASA. Con sus bandas espectrales desde la región de longitud de onda infrarroja visible a la térmica y su alta resolución espacial de aproximadamente 50 a 300 pies (15 a 90 metros), ASTER toma imágenes de la Tierra para mapear y monitorear la superficie cambiante de nuestro planeta. La amplia cobertura espectral de ASTER proporciona a los científicos de numerosas disciplinas información crítica para el mapeo de la superficie y el seguimiento de las condiciones dinámicas y el cambio temporal. Las imágenes compuestas de ASTER en falso color se crean utilizando infrarrojo cercano, y longitudes de onda infrarrojas térmicas, cada uno haciendo diferentes características como humo, incendios activos y superficies del suelo, destacar. El equipo científico de ASTER en EE. UU. Se encuentra en JPL.

Instrumento AIRS

Los datos del instrumento de sonda infrarroja atmosférica (AIRS) construido y administrado por JPL en la nave espacial Aqua de la NASA brindan una visión de las concentraciones y el transporte global de la contaminación por monóxido de carbono de los incendios. Se pueden combinar varias bandas de imágenes AIRS para proporcionar una imagen compuesta de color falso que muestre las concentraciones y temperaturas de monóxido de carbono. Las concentraciones más altas de monóxido de carbono se muestran en amarillo y rojo en las imágenes de AIRS.

AIRS es sensible al monóxido de carbono en la troposfera media en alturas entre 1.2 y 6.2 millas (2 y 10 kilómetros), con una sensibilidad máxima a una altitud de aproximadamente 5 kilómetros (3,1 millas). Los vientos fuertes en estas altitudes favorecen el transporte a larga distancia de la contaminación levantada por el calor de los incendios fuertes.

Instrumento MISR

El instrumento de espectrorradiómetro de imágenes de ángulos múltiples (MISR) construido y administrado por JPL a bordo del satélite Terra de la NASA también proporciona información única sobre las características de la columna de humo de los incendios forestales. Las nueve cámaras de MISR, cada uno viendo la Tierra en un ángulo diferente, se utilizan para determinar la altura de las columnas de humo sobre la superficie de la misma manera que nuestros dos ojos, apuntando en direcciones ligeramente diferentes, danos percepción de profundidad. La altura de la pluma es un parámetro importante que gobierna qué tan lejos viajan las partículas de humo en la atmósfera; La inyección de las partículas a mayores altitudes generalmente impacta la calidad del aire más lejos de la fuente. La estrategia de observación multi-angular de MISR también permite estimar las concentraciones de partículas de humo en el aire. La inhalación de estas partículas aumenta el riesgo de enfermedades cardiovasculares y respiratorias.

Instrumento CALIOP

El instrumento Lidar nube-aerosol con polarización ortogonal (CALIOP), que vuela en el satélite Cloud-Aerosol Lidar e Infrared Pathfinder Satellite Observation (CALIPSO), proporciona información sobre la altura de inyección de la columna de humo y la distribución vertical de aerosoles a través de la atmósfera. Estos datos LIDAR son únicos en su capacidad para detectar capas de humo ópticamente delgadas con una resolución vertical fina, y CALIOP puede ver extensas columnas de humo que no tienen límites claros. Cuando se combina con modelos, este instrumento es capaz de proporcionar información novedosa, como la atribución de un río de humo a numerosos incendios y la evolución de la altura de inyección de la columna de humo durante un día, que tiene implicaciones para el clima (transporte y depósito de carbono negro en la nieve y el hielo, cambio de albedo), calidad del aire y salud humana.

Instrumento MODIS

El instrumento MODIS vuela a bordo de dos satélites de la NASA:Terra y Aqua. MODIS proporciona imágenes visibles durante el día e imágenes infrarrojas durante la noche.

En las imagenes quema activamente áreas o puntos calientes, detectado por las bandas térmicas de MODIS, están delineados en rojo. Cada punto caliente es un área donde los detectores térmicos del instrumento MODIS reconocen temperaturas más altas que las de fondo. Estos puntos calientes son diagnósticos para detectar incendios, estén o no acompañados de columnas de humo.

Las imágenes MODIS también se pueden colorear en falso para mostrar la extensión de las áreas quemadas, el color rojo ladrillo en imágenes en falso color.

Instrumento MOPITT

El enfoque específico del instrumento de medición de la contaminación en la troposfera (MOPITT) del satélite Terra de la NASA está en la distribución, transporte, fuentes y sumideros de monóxido de carbono en la troposfera. Monóxido de carbono, que se expulsa de las fábricas, coches e incendios forestales, obstaculiza la capacidad natural de la atmósfera para deshacerse de contaminantes nocivos.

Instrumento VIIRS

El VIIRS del satélite Suomi NPP de la NASA-NOAA ha proporcionado imágenes diurnas y nocturnas de incendios forestales. VIIRS es la hermana menor de MODIS y proporciona imágenes de resolución espacial más fina (1, 230 pies o 375 metros). Las imágenes diurnas muestran tanto la extensión del humo como las firmas de calor de los incendios que arden.

También, la "banda día / noche" VIIRS proporciona una mirada al calor de los incendios por la noche. Detecta la luz en un rango de longitudes de onda desde el verde al infrarrojo cercano y utiliza técnicas de filtrado para observar señales como las luces de la ciudad, auroras e incendios forestales.

Aeronave

La NASA tiene una flota de aviones de investigación que llevan las últimas tecnologías de sensores que pueden usarse para observaciones de la Tierra. El avión ER-2 de la NASA, con sede en Armstrong Flight Research Center (AFRC) en Palmdale, California, vuela tan alto como 70, 000 pies (21, 300 metros), casi el doble que un avión comercial, y se utiliza para misiones de investigación científica en gran parte del mundo. En diciembre de 2017, el avión voló localmente sobre los incendios forestales de California, probando las primeras versiones de instrumentos científicos que algún día podrían ser lanzados al espacio a bordo de un satélite para observar nuestro planeta de origen, la Tierra.

Instrumento AVIRIS

Durante los vuelos de prueba de ingeniería de diciembre, el ER-2 llevaba un espectrómetro construido por JPL llamado Espectrómetro de imágenes infrarrojas / visibles en el aire (AVIRIS-classic). AVIRIS es un instrumento moderno con una amplia herencia que ha demostrado la capacidad de estimar los tipos de combustibles de la vegetación (por ejemplo, especies y densidades de vegetación) y la condición del combustible (vivo frente a muerto, así como el estado de humedad). Debido a que proporciona la firma espectral completa del paisaje que está capturando, que abarca desde el visible hasta el infrarrojo de onda corta, puede proporcionar una "huella digital" espectral total de su área de imagen y puede usarse para estimar la temperatura del fuego.

HyTES y MASTER

El espectrómetro de emisión térmica hiperespectal (HyTES) y el simulador aerotransportado MODIS / ASTER (MASTER) son instrumentos aéreos que vuelan en diferentes aeronaves. HyTES es un nuevo espectrómetro de imágenes aerotransportadas desarrollado por JPL. El objetivo general del proyecto HyTES es proporcionar datos precursores de infrarrojos térmicos (temperatura) de alta resolución espectral y espacial. Los productos generados proporcionan temperatura, emisividad y detección de gases. HyTES se puede utilizar para detectar y caracterizar de manera eficiente las estructuras espaciales de columnas individuales de metano, sulfuro de hidrógeno, amoníaco, dióxido de nitrógeno y dióxido de azufre. El instrumento MASTER aerotransportado recopila conjuntos de datos terrestres similares a ASTER y MODIS para validar los datos de los instrumentos satelitales ASTER y MODIS.

Radar de apertura sintética de vehículos aéreos deshabitados (UAVSAR)

El UAVSAR construido y administrado por JPL es un instrumento de radar totalmente polarimétrico que opera en la porción de microondas del espectro electromagnético. Es un sensor activo, enviar pulsos electromagnéticos polarizados que interactúan con la cobertura del suelo de formas complejas pero cuantificables, permitiendo la caracterización de los cambios en la superficie de la Tierra a través de las nubes, humo y polvo. UAVSAR se ha utilizado para estimar el combustible del fuego y mapear las cicatrices del fuego, con especial éxito en ciertos tipos de cobertura vegetal, como el chaparral. Los cambios asociados con estos incendios son detectables por UAVSAR durante varios años, permitiendo la capacidad de monitorear la recuperación de la vegetación a largo plazo después de un incendio. UAVSAR es un banco de pruebas aerotransportado para el instrumento orbital NISAR, una misión conjunta con la Organización de Investigación Espacial de la India, que se espera que se lance en 2021.

Estación Espacial Internacional

Los astronautas a bordo de la Estación Espacial Internacional tienen un punto de vista único y proporcionan imágenes de cámara y video de incendios forestales y transporte de humo mientras orbitan la Tierra. Estos conjuntos de datos de la ISS también contribuyen a la biblioteca de monitoreo continuo y observaciones de incendios forestales y otros fenómenos terrestres que los científicos y administradores de incendios usan a diario aquí en la Tierra para hacer descubrimientos efectivos y respaldar los procesos de decisión de manejo de incendios forestales.

Todos estos sistemas de satélite y aerotransportados, combinados en una red de sensores, nos brindan una mejor comprensión del papel y el alcance de los incendios forestales en nuestro planeta.

La NASA mantiene la página web de NASA Fire and Smoke, donde muchos de los productos se publican con actualizaciones sobre varios incidentes en todo el mundo.