Imagen del banner:el 5 de diciembre 2017, el generador de imágenes multiespectral del satélite Sentinel-2 de la Agencia Espacial Europea capturó los datos para una imagen en falso color del incendio Thomas en el condado de Ventura, California. Los incendios activos aparecen de color naranja y las cicatrices de las quemaduras son de color marrón. La vegetación sin quemar es verde; las áreas desarrolladas son grises. Crédito:Imágenes del Observatorio de la Tierra de la NASA por Joshua Stevens, utilizando datos MODIS de LANCE / EOSDIS Rapid Response y datos modificados de Copernicus Sentinel (2017) procesados por la Agencia Espacial Europea.
Los satélites de la NASA revelan un mundo marcado por el fuego:un mosaico global de llamas y humo impulsado por las estaciones y las personas. Los incendios forestales de verano arrasan el oeste de Estados Unidos y Canadá, Australia y Europa. A principios de la primavera los incendios agrícolas cubren las regiones del granero del sudeste asiático como lo hacen durante la estación seca en África central y meridional y Brasil.
Durante años, La NASA ha utilizado el punto de vista del espacio, combinado con campañas de campo aerotransportadas y terrestres, para descifrar el impacto de los incendios, desde la primera chispa hasta la última bocanada de humo humeante, y ayudar a otras agencias a proteger vidas y propiedades.
Pero los efectos de los incendios persisten mucho después de que se extinguen:pueden alterar los ecosistemas, influir en el clima y perturbar las comunidades. Mientras la NASA vigila los incendios de hoy, también aborda las preguntas generales que ayudan a los administradores de incendios a planificar el futuro.
Este verano, La NASA se está embarcando en varias campañas de campo en todo el mundo para investigar preguntas de larga data en torno al fuego y el humo. Las aeronaves volarán a través del humo y las nubes para mejorar la calidad del aire. previsión meteorológica y climática, e investigar los bosques quemados por el fuego para capturar los cambios en los ecosistemas que tienen un impacto global.
"Las torres de fuego más altas"
La temporada de incendios forestales de Estados Unidos del año pasado fue la más mortal y costosa en la historia de California. Se ha convertido en una tendencia:más larga, Las estaciones secas más cálidas provocadas por el cambio climático, combinadas con una vegetación sobreabundante debido a las prácticas agresivas de extinción de incendios durante el último siglo, han provocado que 16 de los 20 incendios más grandes en la historia del estado ocurran en los últimos 20 años. Bajo estas condiciones, La detección temprana es clave para que los respondedores de desastres formulen estrategias para manejar incendios forestales de mayor tamaño y gravedad y para llevar a cabo evacuaciones. Los instrumentos de los satélites de la NASA que orbitan alrededor de la Tierra a menudo proporcionan la instantánea inicial de la ubicación y progresión de un incendio.
"Nosotros estamos, en esencia, las torres de fuego más altas, "dijo Doug Morton, jefe del laboratorio de ciencias de la biosfera en el Goddard Spaceflight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Transferencia en tiempo real de esos datos satelitales a manos de los administradores forestales, gerentes de áreas protegidas y bomberos sobre la ubicación de nuevos incendios; ahí es donde el papel inicial de la NASA es de vital importancia ".
Las observaciones terrestres y aéreas rastrean la actividad de los incendios durante el día. Para rastrear incendios en la noche, El Servicio Forestal de EE. UU. utiliza dos aviones equipados con sensores térmicos desarrollados por la NASA y sistemas de procesamiento de datos automatizados a bordo que entregan mapas de detección de incendios a través de una señal celular al centro de comando de incidentes (el centro neurálgico para las operaciones de incendios en las agencias gubernamentales que responden) en una cuestión de pocos minutos.
"Estamos hablando de que el comando de incidentes obtiene información crucial en 5 a 20 minutos en comparación con varias horas con la tecnología anterior, "dijo Vince Ambrosia, un científico de detección remota de incendios forestales en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Moffett Field, California. "Esos números hablan por sí mismos sobre el valor de la crítica, información oportuna."
Además de monitorear incendios activos, La NASA también está trabajando para mejorar la predicción de incendios. Anticipar el próximo movimiento de un incendio se basa en reconciliar el complejo intercambio entre topografía, vegetación y clima. Un área de interés es el desarrollo de modelos que tengan en cuenta el contenido de humedad en fuentes de combustible como desecado, árboles caídos que son más propensos a incendiarse y propagarse. Otro es la detección remota de combustibles de escalera:pastos altos, arbustos y ramas de árboles que pueden llevar las llamas desde el suelo a las ramas más altas de los árboles para crear fuegos de copas de rápida propagación. Los científicos de la NASA están trabajando para desarrollar mapas de combustible en escalera para la predicción activa de incendios y la mitigación de incendios utilizando datos del espacio.
Peligro de incendio de segunda mano:humo
Cualquiera que viva a favor del viento de un incendio forestal sabe que las comunidades no tienen que estar en el camino directo de un incendio para sentir sus efectos. El humo puede viajar miles de millas cubriendo pueblos y ciudades con productos químicos nocivos y partículas finas que causan dificultad respiratoria y otros problemas de salud.
El Servicio Meteorológico Nacional de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) produce pronósticos regulares de humo para los Estados Unidos utilizando datos satelitales. Los pronósticos de humo son fundamentales para los administradores de salud locales a la hora de planificar el cierre de escuelas y otros cierres. y por dar a las comunidades tiempo para adquirir máscaras faciales y encontrar un refugio adecuado.
Este mes, La NOAA y la NASA comienzan una importante campaña de campo para mejorar sus modelos de predicción terrestres y satelitales al observar más de cerca el humo. La campaña conjunta Influencia del fuego en los entornos regionales y globales y la calidad del aire (FIREX-AQ) empleará una flota de aviones científicos equipados con instrumentación para analizar la química del humo a diferentes altitudes desde el punto de combustión hasta cientos y posiblemente miles de millas a favor del viento. La primera etapa de la misión, que comienza a finales de julio, se centrará en los incendios forestales en el oeste de Estados Unidos; el segundo, en agosto, atenderá los incendios agrícolas en el sureste de EE. UU.
El avión ER-2 de la NASA, con sede en Armstrong Flight Research Center en Palmdale, California, vuela sobre el incendio Thomas en el condado de Ventura, California, el 7 de diciembre 2017. La aeronave estaba equipada con instrumentación para observar y medir todo, desde los aerosoles de humo hasta el proceso de combustión, las quemaduras de combustible y las temperaturas de los incendios. El ER-2 también hará esas observaciones y más durante la campaña Influencia del fuego en los entornos regionales y globales y la calidad del aire (FIREX-AQ) de este año. Crédito:NASA / Tim Williams
"No todo el humo es igual, "dijo Barry Lefer, gerente del programa de composición troposférica en la Sede de la NASA en Washington. "Pino, pastos árboles de hoja caduca, arbustos:sus químicas son diferentes, por eso, cuando se queman, cada una de esas especies de humo reacciona de manera diferente con el clima y la atmósfera. Queremos observar esas interacciones y cómo cambian a medida que viajan a favor del viento. Esto dará más matices a nuestros modelos y mejorará las previsiones ".
Alterando las nubes, Clima, y clima
Las interacciones del humo y las nubes tienen un impacto profundo en el tiempo y el clima. Como otros aerosoles, las partículas de humo pueden actuar como semillas de nubes; el vapor de agua puede fusionarse a su alrededor para formar gotas de agua en las nubes. El humo también afecta la cantidad de luz solar que las nubes se reflejan en la atmósfera. La cuantificación de estos mecanismos es fundamental para mejorar los modelos de pronóstico del clima global.
Sin embargo, las interacciones aerosol-nube son notoriamente difíciles de observar en el campo, dijo Hal Maring, gerente del programa de ciencias de la radiación en la Sede de la NASA. "Algunas nubes tienen una vida útil muy corta, mientras que otras tienen una vida muy larga, y todos están ubicados en partes radicalmente diferentes de los cielos. Obtener una mirada cuantitativa a estos procesos es una tarea difícil ".
Otra importante campaña de campo patrocinada por la NASA este verano y otoño, esta vez en Filipinas, abordará este desafío científico. En agosto, la NASA el Observatorio de Manila y el Laboratorio de Investigación Naval (NRL), en asociación con el gobierno filipino, convergerá en los cielos que rodean el país con varios aviones instrumentados, junto con el buque de investigación oceánica Sally Ride, para tener más de un mes en cuenta detallada de las interacciones aerosol-nube. Una década en la fabricación la nube, Aerosol, y la misión del Experimento de Filipinas de Procesos Monzónicos (CAMP2Ex) tomarán medidas para ayudar a mejorar el monitoreo y la previsión meteorológica y climática a largo plazo.
El continente marítimo:Indonesia, Borneo, Nueva Guinea, las islas filipinas, la península malaya y los mares circundantes, ha sido durante mucho tiempo un área de investigación científica. Incendios agrícolas y otros de la región, junto con la contaminación del aire de las ciudades, proporcionar un suministro inmediato de aerosoles que influyan en los principales procesos meteorológicos; además de los monzones torrenciales sobre el archipiélago asiático, la región también produce humedad que proporciona lluvia sobre el Océano Pacífico e incluso puede influir en el clima en los Estados Unidos continentales.
"La región es el laboratorio natural perfecto, "dijo el meteorólogo investigador de NRL Jeff Reid, OMS, junto con Maring, es codirigente de CAMP2Ex. "La región tiene la combinación perfecta de variabilidad meteorológica y de aerosoles. Numerosos estudios de modelos y sensores remotos por satélite han relacionado la presencia de contaminación y humo que quema biomasa con cambios en las propiedades de las nubes y las tormentas". pero carecemos de las observaciones de los mecanismos reales que tienen lugar. CAMP2Ex proporciona un crisol muy necesario para los sistemas de observación satelital y las predicciones de modelos para monitorear y comprender cómo interactúan la composición atmosférica y el clima ".
En el verano de 2014, incendios forestales sin precedentes arrasaron los Territorios del Noroeste, Canadá. En la foto se muestran los incendios que devastaron los bosques a lo largo de los numerosos lagos al noreste del Gran Lago de los Esclavos. El Experimento de Vulnerabilidad Ártico-Boreal de la NASA (ARRIBA) está estudiando cómo los incendios en las latitudes del norte están cambiando los ecosistemas e influyendo en el clima. Crédito:NASA
Alimentando un desequilibrio de carbono
El carbono es un componente básico de toda la vida en la Tierra; también es un factor clave en el cambio climático. A partir de la era industrial, La quema de combustibles fósiles que contienen carbono para satisfacer las necesidades energéticas ha liberado a la atmósfera un exceso de dióxido de carbono y otros gases que atrapan el calor. Los incendios forestales también contribuyen, ya que liberan dióxido de carbono. En las latitudes del norte hay otra fuente de emisiones de carbono que los científicos están estudiando, en forma de suelo descongelado.
En 2014, los incendios de verano en los Territorios del Noroeste, Canadá, reclamó 7 millones de acres de bosque boreal, un área más grande que Massachusetts, lo que la convierte en una de las temporadas de incendios más severas en la historia del país. Esos incendios emitieron aproximadamente 94 tera-gramos de carbono, compensando la mitad de todo el carbono eliminado de la atmósfera a través del crecimiento anual de árboles en todos los vastos bosques de Canadá.
"Esperamos que las reservas de carbono comiencen a recuperarse después de esta pérdida porque la vegetación volverá a crecer y eliminará el carbono de la atmósfera". Lo que es algo bueno, " said NASA Goddard Earth scientist Peter Griffith. "But it will take 75 to 100 years to make up for that carbon loss."
Fires are essential for many forests, as they return nutrients to the soil and encourage the growth of essential tree species, such as Black Spruce in Canada's boreal forests. But because the Arctic is warming twice as fast as the rest of the planet, resulting in longer, warmer, veranos más secos, evidence suggests that more frequent, more intense fires—and the substantial carbon loss and ecosystem consequences that come with fire—are there for the long haul.
NASA's Arctic Boreal Vulnerability Experiment (ABoVE) is in the middle of a 10-year airborne field campaign to investigate the social and ecological impacts of the rapidly changing climate in Alaska and northwestern Canada. These include impacts to and from wildfires, changes to wildlife habitats and the thawing of permafrost:perennially frozen ground that contains ice, rocks and sand along with organic material. A warming Arctic is thawing permafrost, which allows decomposition to set it in, releasing more carbon dioxide and methane into the atmosphere. Fires speed up that process by burning away many inches of the insulating layer of unfrozen organic soil, exposing frozen soil to the warmer air.
For the last few years, ABoVE has been flying aircraft equipped with radar and lidar instrumentation to the Northwest Territories to monitor permafrost loss in burned areas. The data reveal that the ground in burned areas is sinking faster year by year as the ground thaws, Griffith dijo. The airborne data taken over carefully measured ground locations will help to connect those changes at sites to what NASA researchers observe across North America from landcover and ice-measuring satellites.
As the scorched boreal forests recover, the once dominating conifers—tree species that retain their leaves year-round—are being replaced by deciduous trees, which can have follow-on ecosystem effects that scientists are still trying to understand. "It's clear that birds and animals, as well as people who live in or around these forests and who depend on wildlife for food, will have to adapt, " Griffith said. "The climate changes and other environmental changes that are impacting northern ecosystems and the people who live there are happening because of decisions that are being made far, lejos. We are all truly connected."
