Himalaya. Karakoram. Hindu Kush. Los nombres de las altas cadenas montañosas de Asia evocan aventuras a quienes viven lejos, pero para más de mil millones de personas, estos son los nombres de su fuente de agua más confiable.

La nieve y los glaciares de estas montañas contienen el mayor volumen de agua dulce fuera de las capas de hielo polar de la Tierra. Los principales hidrólogos apodaron a esta región como el Tercer Polo. Una séptima parte de la población mundial depende de los ríos que fluyen de estas montañas para obtener agua para beber y para regar los cultivos.

Rápidos cambios en el clima de la región, sin embargo, están afectando el deshielo y el deshielo de los glaciares. La gente de la región ya está modificando sus prácticas de uso de la tierra en respuesta a los cambios en el suministro de agua, y la ecología de la región se está transformando. Es probable que los cambios futuros influyan en la seguridad alimentaria y del agua en la India, Pakistán, China y otras naciones.

La NASA está vigilando desde el espacio cambios como estos en todo el mundo para comprender mejor el futuro del ciclo del agua de nuestro planeta. En esta región donde existen desafíos extremos en la recopilación de observaciones sobre el terreno, El satélite de la NASA y otros recursos pueden producir beneficios sustanciales para la ciencia climática y los tomadores de decisiones locales encargados de administrar un recurso ya escaso.

El estudio más completo jamás realizado sobre nieve, hielo y agua en estas montañas y cómo están cambiando ahora está en marcha. Equipo de High Mountain Asia de la NASA (HiMAT), dirigido por Anthony Arendt de la Universidad de Washington en Seattle, está en su tercer año. El proyecto consta de 13 grupos de investigación coordinados que estudian tres décadas de datos sobre esta región en tres áreas amplias:tiempo y clima; hielo y nieve; y peligros e impactos aguas abajo.

Las tres áreas temáticas están cambiando, comenzando por el clima. El calentamiento del aire y las alteraciones en los patrones de los monzones afectan el ciclo regional del agua:cuánta nieve y lluvia cae, y cómo y cuándo se derriten la capa de nieve y los glaciares. Los cambios en el ciclo del agua aumentan o reducen el riesgo de peligros locales como deslizamientos de tierra e inundaciones, y tienen amplios impactos en la asignación de agua y los cultivos que se pueden cultivar.

Haciendo posible la ciencia imposible

Durante la mayor parte de la historia de la humanidad, un estudio científico detallado de estas montañas era imposible. Las montañas son demasiado altas y empinadas, y el clima demasiado peligroso. La era de los satélites nos ha brindado la primera oportunidad de observar y medir la nieve y la capa de hielo de manera segura en lugares donde ningún ser humano ha puesto un pie.

"El crecimiento explosivo de la tecnología satelital ha sido increíble para esta región, "dijo Jeffrey Kargel, un científico senior en el Instituto de Ciencias Planetarias en Tucson, Arizona, y líder de un equipo HiMAT que estudia los lagos glaciares. "Ahora podemos hacer cosas que no podíamos hacer hace diez años, y hace diez años hacíamos cosas que no podíamos hacer antes". Kargel también reconoció los avances en la tecnología informática que han permitido a muchos más investigadores realizar grandes esfuerzos de procesamiento de datos. que se requieren para mejorar el pronóstico del tiempo en una topografía tan compleja.

El equipo HiMAT de Arendt se encarga de integrar a los muchos, diversos tipos de observaciones satelitales y modelos numéricos existentes para crear una estimación autorizada del presupuesto hídrico de esta región y un conjunto de productos que los responsables políticos locales pueden utilizar en la planificación de un suministro de agua cambiante. Ya se han subido varios conjuntos de datos de los equipos de HiMAT al Centro de Archivos Activos Distribuidos de la NASA en el Centro Nacional de Datos de Nieve y Hielo. Colectivamente, el conjunto de nuevos productos se denomina Caja de herramientas Glacier and Snow Melt (GMELT).

Peligros de las presas de escombros y otros impactos

Hay cierta urgencia en completar la caja de herramientas, debido a que los cambios en los patrones de derretimiento parecen estar aumentando los peligros de la región, algunos de los cuales se encuentran solo en este tipo de terreno, tales como "fallas" de presas de escombros en lagos glaciares y glaciares crecientes que bloquean el acceso a las aldeas de montaña y pastizales. En las últimas decádas, Los pueblos y la infraestructura, como carreteras y puentes, han sido arrasados ​​por estos eventos.

El equipo de Kargel está estudiando las catastróficas inundaciones de los lagos glaciares. Estos lagos comienzan como charcos de deshielo en la superficie de los glaciares, pero en las condiciones adecuadas pueden continuar derritiéndose hasta el nivel del suelo, acumulándose detrás de una pila precaria de hielo y escombros que originalmente era el extremo frontal del glaciar. Un terremoto, la caída de rocas o simplemente el aumento del peso del agua pueden romper la presa de escombros y crear una inundación repentina.

Lagos como este eran casi desconocidos hace 50 o 60 años, pero como la mayoría de los glaciares asiáticos de alta montaña se han ido reduciendo y retrocediendo, los lagos glaciares han ido proliferando y creciendo. El más grande que ha medido Kargel, Barun inferior en Nepal, tiene 673 pies (205 metros) de profundidad con un volumen de casi 30 mil millones de galones (112 millones de metros cúbicos), o alrededor de 45, 000 piscinas olímpicas llenas. El equipo de HiMAT ha mapeado todos los lagos glaciales mayores de aproximadamente 1, 100 pies (330 metros) de diámetro durante tres períodos de tiempo diferentes, alrededor de 1985, 2001 y 2015:para estudiar cómo han evolucionado los lagos.

A medida que aumenta el tamaño y el número de lagos glaciares, también lo hace la amenaza que representan para la población y la infraestructura locales. Dalia Kirschbaum del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, lidera un grupo que está utilizando datos satelitales para predecir qué áreas son más susceptibles a deslizamientos de tierra en las altas montañas de Asia, que luego puede informar la colocación de nueva infraestructura de la región.

Nieve más oscura, Deshielo más rápido

Un factor crítico en las tasas futuras de derretimiento de la nieve y el hielo es el papel del polvo, hollín y contaminación que se asienta sobre las superficies heladas. La nieve blanca y prístina refleja más del 90% de la radiación solar entrante de regreso a la atmósfera. Pero cuando la nieve está cubierta por partículas de hollín o polvo de colores más oscuros, este recubrimiento absorbe más calor y la nieve se derrite más rápido. La investigación ha demostrado que la razón por la que terminó la Pequeña Edad del Hielo en Europa fue la capa de hollín que la Revolución Industrial depositó en los Alpes. En Asia, Los últimos 35 años han visto aumentos significativos en la cantidad de hollín que se deposita en la nieve de las montañas. Si estos rangos asiáticos reaccionarán de la misma manera que lo hicieron los Alpes hace siglos es una cuestión importante.

Varios equipos de HiMAT se centran en este tema. Si-Chee Tsay de la NASA Goddard está utilizando datos satelitales para comprender mejor las propiedades de la nieve, hielo, y partículas de polvo y hollín en esta región. Su grupo también está trabajando en colaboración con investigadores regionales en Nepal para instalar sensores a nivel del suelo en los glaciares ubicados en el monte Everest. Annapurna y Dhaulagiri, entre otros sitios. Estos sensores permitirán a los investigadores verificar la precisión de las lecturas satelitales obtenidas en los mismos sitios.

Tom Painter de la Universidad de California, Los Angeles, dirige un equipo que utiliza datos satelitales del espectrorradiómetro de imágenes de resolución moderada (MODIS) de la NASA y el conjunto de radiómetros de imágenes infrarrojas visibles de la NOAA / NASA (VIIRS) en el modelo de investigación y pronóstico del tiempo de la comunidad para cuantificar variaciones pasadas y posibles en el futuro en la capa de nieve y otros factores como el hollín y el polvo cambian. Otro equipo dirigido por Sarah Kapnick de NOAA, está contabilizando el polvo y el hollín dentro de los modelos climáticos globales, para mejorar la comprensión de los cambios regionales históricos y futuros previstos.

Las montañas más altas del mundo plantean desafíos únicos en el pronóstico del tiempo. Un equipo dirigido por Summer Rupper de la Universidad de Utah en Salt Lake City ha abordado uno de estos desafíos desarrollando un modelo que diferencia entre el hielo y la nieve que se depositaron en la región durante la temporada de monzones y los que provienen de las tormentas invernales. para que los científicos puedan estudiar dónde y cuándo es probable que caiga nieve durante todo el año.

Conclusiones tempranas

En el último año de la encuesta HiMAT, Arendt dijo:la investigación se está juntando y los artículos científicos de los equipos se dirigen a la publicación. Una de las conclusiones más alarmantes es que los glaciares serán entre un 35 y un 75% más pequeños en volumen para el 2100 debido al rápido derretimiento. Un artículo publicado el 19 de junio en Avances de la ciencia por miembros del equipo de HiMAT apoya esta conclusión con un análisis de 40 años de datos satelitales sobre glaciares en la cordillera del Himalaya. (Los primeros años de datos que los investigadores utilizaron para este estudio provienen de satélites espías desclasificados). No solo todos los glaciares de la Cordillera del Himalaya están perdiendo hielo, la tasa promedio de pérdida de hielo se duplicó entre los primeros 25 años de datos satelitales, 1975-2000, y los 16 años más recientes, 2000-2016.

Si la lluvia y la nieve también cambiarán, y si los cambios agravarían o mitigarían los efectos de la pérdida de hielo, aún no están claros. La precipitación ya varía considerablemente de un rango a otro en esta región, dependiendo del monzón y el flujo de tormentas invernales en el área. Por ejemplo, Las precipitaciones están aumentando actualmente en la Cordillera Karakoram, donde los glaciares son estables o avanzan, pero en todos los demás rangos de esta región, casi todos los glaciares están retrocediendo. Si esa anomalía continuará, crecer más fuerte, o revertir a medida que el clima continúa cambiando aún no está claro. "La dinámica climática global dictará dónde terminan las tormentas y cómo interceptan las montañas, ", Dijo Arendt." Incluso pequeños cambios en el seguimiento de las tormentas pueden crear una variabilidad significativa ".

Hallazgos como estos son la razón por la que los equipos de HiMAT están ansiosos por completar su caja de herramientas GMELT, Señaló Arendt. Los nuevos productos ofrecerán a los responsables de la toma de decisiones la mejor recopilación del conocimiento que se puede hacer actualmente sobre cómo las altas montañas de Asia han ido cambiando en las últimas décadas. junto con un nuevo conjunto de recursos para ayudarlos a planificar la mejor manera de prepararse para el futuro de esta región difícil de predecir.