A finales de la década de 1990, el satélite meteorológico NOAA-14 vagaba por el tiempo y el espacio, aparentemente cambiando el registro del clima de la Tierra a medida que avanzaba.

Diseñado para una órbita sincronizada con el sol, Se suponía que la órbita de NOAA-14 de polo a polo cruzaría el ecuador a la 1:30 p.m. en el lado soleado del globo y a la 1:30 a.m.en el lado oscuro, 14 veces al día. Uno de los instrumentos que llevaba era una unidad de sonido de microondas (MSU), que miró hacia el mundo y recopiló datos sobre las temperaturas en la atmósfera de la Tierra y cómo esas temperaturas cambiaron a través del tiempo.

Para cuando NOAA-14 estaba terminando su vida útil en 2005, sin embargo, se había desviado hacia el este desde su órbita prevista hasta que cruzó el ecuador, no a la 1:30 sino aproximadamente a las 8:00. Eso empujó su paso temprano por la tarde hasta después del anochecer y sus mediciones de mitad de la noche hasta mucho después del amanecer.

Debido a que las temperaturas locales suelen cambiar entre la 1:30 y las 8:00, esto introdujo cambios de temperatura espurios que debían calcularse y eliminarse de conjuntos de datos de temperatura a largo plazo que utilizan datos de instrumentos satelitales.

La deriva también cambió la orientación del satélite en relación con el sol, de modo que, en lugar de proteger los instrumentos de la luz solar de forma coherente, Los rayos del sol alcanzaban su punto máximo en grietas abiertas y sin protección y en otros lugares donde la luz solar intensa podía influir en los sensores. Calentó la MSU, lo que hizo que mirara la troposfera media de la atmósfera (desde la superficie hasta aproximadamente 40, 000 pies) como un poco más cálido de lo que realmente era en relación con su tiempo de cruce inicial de 1:30.

Usando datos de satélites meteorológicos que se quedaron más cerca de casa que NOAA-14, Los científicos del Centro de Ciencias del Sistema Terrestre (ESSC) de la Universidad de Alabama en Huntsville (UAH) han calculado cuánto calentamiento falso informó NOAA-14 para que el calentamiento falso pueda eliminarse de un registro de temperatura atmosférica global a largo plazo recopilado por MSU en satélites desde mediados de noviembre de 1978.

Los detalles de esa investigación se han publicado en el Revista Internacional de Percepción Remota .

El satélite errante se convirtió en un problema cuando el Dr. John Christy, director del ESSC de la UAH y autor principal del estudio, y el Dr. Roy Spencer, un científico investigador principal de ESSC, estaban actualizando y revisando el conjunto de datos de temperatura global basados ​​en satélites de la UAH. (La versión 6.0 se completó en 2016). Aunque sabían que NOAA-14 se había desviado de su camino, una mirada más cercana mostró que el calentamiento informado por la MSU en NOAA-14 estaba fuera de lugar con los datos de temperatura recopilados por instrumentos en otros satélites de la NOAA. Esto parecía ser especialmente cierto en la troposfera media tropical.

NOAA-14 estaba "a la deriva más que cualquier otra nave espacial utilizada en este conjunto de datos, "dijo Christy.

"Estábamos viendo 39 años de una tendencia de temperatura, y este satélite perdido afectó la tendencia en aproximadamente 0.05 grados Celsius (aproximadamente 0.09 ° F) por década, ", dijo Christy." Más de 39 años, eso sería un calentamiento total de aproximadamente 0.2 C, o más de un tercio de grado Fahrenheit. Y este problema ocurrió, casi todo, en la década de 1990 y principios de la de 2000.

"Una prueba importante que apunta a un problema con el satélite NOAA-14 fue su calentamiento en relación con el nuevo satélite NOAA-15 que llegó a fines de la década de 1990, "Dijo Christy.

Para medir la magnitud del problema una vez finalizado el conjunto de datos satelitales de la UAH, El equipo de ESSC comenzó con un subconjunto de globos meteorológicos de EE. UU. que no habían cambiado ni los instrumentos ni el software durante al menos una parte importante del período en que NOAA-14 estuvo en órbita. Los globos meteorológicos son una herramienta útil para comparar los datos de los satélites porque ambos recogen temperaturas desde la superficie hacia arriba a través de capas profundas de la atmósfera.

Cuando los globos de EE. UU. Mostraron menos calentamiento que el MSU en NOAA-14, Christy amplió el estudio para incluir un grupo de globos meteorológicos australianos que tampoco habían cambiado de instrumento durante la mayor parte del tiempo que NOAA-14 estuvo en órbita.

"Esto nos dio dos conjuntos de datos de buena reputación que están muy separados en la superficie de la Tierra, "Dijo Christy." Luego también analizamos datos homogeneizados de grupos independientes que corrigen conjuntos de datos de globos ".

Esa información de NOAA, la Universidad de Viena y la Universidad de Nueva Gales del Sur se agregó a los datos de otros tres grupos:el Centro Europeo de Pronósticos a Mediano Plazo, el Grupo de Investigación del Clima de Japón y la NASA, que "reanalizan" los datos meteorológicos globales, corrigiendo fallas y problemas.

UAH incluso creó su propio conjunto de datos de globos homogeneizados a partir de datos de globos sin procesar archivados por NOAA, que provino de 564 estaciones de todo el mundo.

"Intentamos comprender la situación comparándolo con tantos individuos, conjuntos de datos independientes como sea posible, ", Dijo Christy." Sabemos que ningún conjunto de datos es perfecto, por lo que comparar con varias fuentes es una parte clave del análisis de conjuntos de datos. Esto nos permite concentrarnos en los lugares con mayor discrepancia. Encontramos que la mayor diferencia entre el conjunto de datos UAH y otros conjuntos de datos satelitales, e incluso algunos con globos, se encontró en la década de 1990 y principios de la de 2000. el período de NOAA-14 ".

Y NOAA-14 mostraba más calentamiento que cualquiera de los conjuntos de datos de globos, así como más calentamiento que NOAA-12 o NOAA-15, cada uno de los cuales superpuso NOAA-14 en algún momento durante su tiempo en servicio. También compararon los datos de temperatura de NOAA-15 con los datos del satélite AQUA estabilizado en órbita de la NASA.

Cuando el equipo de la UAH, dirigido por Spencer, Christy y W. Daniel Braswell, construyó el conjunto de datos UAH versión 6.0 en 2016, casualmente hicieron dos cosas que limitaron la influencia de la deriva.

"Primero, dejamos de usar NOAA-14 en 2001, cuando había pasado a las 5 p.m., "Christy dijo." En nuestra opinión, eso fue demasiada desviación para tener la confianza de que se podría encontrar una corrección precisa ".

También aplicaron un algoritmo que minimizó las diferencias entre los satélites, eliminando en gran medida la deriva NOAA-14 en relación con los otros satélites.

Esto resultó en una tendencia de calentamiento a largo plazo en la troposfera media en los trópicos de aproximadamente 0.082 C (aproximadamente 0.15 ° F) desde finales de 1978 hasta 2016. Esto se compara bien con la tendencia de +0.10 C (± 0.03 C) por década encontrada por otros fuentes que no estaban basadas exclusivamente en satélites.

La forma en que UAH construyó su conjunto de datos y tuvo en cuenta estos problemas es única entre los cuatro principales conjuntos de datos de temperatura satelital. Los otros tres conjuntos de datos aún incluyen todos los datos de NOAA-14 y muestran tendencias de calentamiento mayores que la tendencia que se muestra en el conjunto de datos UAH.

Otros conjuntos de datos de temperatura obtenidos únicamente por satélite informan sobre tendencias de calentamiento de la troposfera media tropical que oscilan entre +0,13 y +0,17 C por década.

"Sin darme cuenta en ese momento, los métodos que usamos para construir el conjunto de datos más reciente parecen haber abordado una discrepancia que salió a la luz a través de este estudio de intercomparación, "Dijo Christy.

Nota:Estos no son los datos de la troposfera inferior o la tendencia de calentamiento a largo plazo informados cada mes durante más de 27 años en el Informe de temperatura global de la UAH. La troposfera inferior se extiende desde la superficie de la Tierra hasta una altitud de unos ocho kilómetros (más de 26, 000 pies).

Debido a que la mayoría de los satélites en órbita terrestre baja tienden a desviarse un poco de sus órbitas previstas, Los nuevos satélites meteorológicos en órbita polar de la NOAA programados para su lanzamiento en los próximos años transportarán el combustible adicional necesario para mantenerlos más cerca de casa durante su tiempo en el espacio.