Los investigadores están utilizando observaciones de satélites y aviones para monitorear los flujos regionales de carbono terrestre casi en tiempo real, como se ilustra en el concepto de este artista. Se utilizaron observaciones satelitales de fluorescencia de clorofila inducida por el sol (SIF) para rastrear la fotosíntesis y estimar los cambios correspondientes en los flujos de carbono de la superficie terrestre. Mientras tanto, concentraciones de CO2 atmosférico, que están influenciados por los flujos de carbono de la superficie terrestre, puede ser observado por aviones y desde el espacio. En esta ilustración, los dos satélites representados de izquierda a derecha son:TROPOMI (Instrumento de Monitoreo TROPOsférico) y OCO-2 (Observatorio Orbital de Carbono-2). El avión es el ACT-America (Atmospheric Carbon and Transport - America). Crédito:NASA / JPL-Caltech
Las graves inundaciones en todo el Medio Oeste, que provocaron un retraso en la temporada de crecimiento de los cultivos en la región, llevaron a una reducción de 100 millones de toneladas métricas de absorción neta de carbono durante junio y julio de 2019. según un nuevo estudio.
Para referencia, Los incendios forestales masivos de California de 2018 liberaron aproximadamente 12,4 millones de toneladas métricas de carbono a la atmósfera. Y aunque parte de este déficit debido a las inundaciones se compensó más tarde en la temporada de crecimiento, Es probable que los efectos combinados hayan dado como resultado una reducción del 15 por ciento en la productividad de los cultivos en relación con 2018, dicen los autores del estudio.
El estudio, publicado el 31 de marzo de 2020, en el diario Avances de AGU , describe cómo se midió la absorción de carbono utilizando datos de satélite. Los investigadores utilizaron un nuevo marcador de fotosíntesis conocido como fluorescencia inducida por el sol para cuantificar la reducción de la absorción de carbono debido al retraso en el crecimiento de los cultivos. Observaciones independientes de CO atmosférico 2 luego se emplearon niveles para confirmar la reducción en la absorción de carbono.
"Pudimos demostrar que es posible monitorear los impactos de las inundaciones en el crecimiento de los cultivos a diario, casi en tiempo real desde el espacio, que es fundamental para el pronóstico y la mitigación ecológicos futuros, "dice Yi Yin, científico investigador de Caltech y autor principal del estudio.
Las lluvias récord empaparon el Medio Oeste durante la primavera y principios del verano de 2019. Durante tres meses consecutivos (abril, Mayo, y junio), la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica informó que las mediciones de precipitación de 12 meses habían alcanzado máximos históricos. Las inundaciones resultantes no solo dañaron viviendas e infraestructura, sino que también afectaron la productividad agrícola, retrasar la siembra de cultivos en gran parte del cinturón del maíz, que se extiende desde Kansas y Nebraska en el oeste hasta Ohio en el este.
Crédito:Instituto de Tecnología de California
Para evaluar el impacto ambiental del retraso de la temporada de crecimiento, científicos de Caltech y JPL, que Caltech gestiona para la NASA, recurrió a los datos de satélite. A medida que las plantas convierten el dióxido de carbono (CO 2 ) y la luz solar en oxígeno y energía a través de la fotosíntesis, una pequeña cantidad de la luz solar que absorben se devuelve en forma de un resplandor muy tenue. El brillo, conocida como fluorescencia inducida por el sol, o SIF, es demasiado oscuro para que podamos verlo a simple vista, pero se puede medir mediante un proceso llamado espectrofotometría satelital.
El equipo de Caltech-JPL cuantificó el SIF utilizando mediciones de un instrumento satelital de la Agencia Espacial Europea (ESA) para rastrear el crecimiento de los cultivos con un detalle sin precedentes. Descubrieron que el ciclo estacional del crecimiento de la cosecha de 2019 se retrasó alrededor de dos semanas y la fotosíntesis estacional máxima se redujo en aproximadamente un 15 por ciento. Se estimó que la temporada de crecimiento atrofiado condujo a una reducción en la absorción de carbono por parte de las plantas de alrededor de 100 millones de toneladas métricas de junio a julio de 2019.
"SIF es, con mucho, la señal de fotosíntesis más precisa que se puede observar desde el espacio, "dice Christian Frankenberg, profesor de ciencias e ingeniería ambiental en Caltech. "Y dado que las plantas absorben dióxido de carbono durante la fotosíntesis, queríamos ver si SIF podía rastrear las reducciones en la absorción de carbono de los cultivos durante las inundaciones de 2019 ".
Descubrir, el equipo analizó el CO atmosférico 2 mediciones del satélite Orbiting Carbon Observatory-2 (OCO-2) de la NASA, así como de aviones del proyecto Atmospheric Carbon and Transport America (ACT-America) de la NASA. "Descubrimos que las estimaciones de absorción reducida basadas en SIF son consistentes con niveles elevados de CO atmosférico 2 cuando las dos cantidades están conectadas por modelos de transporte atmosférico, "dice Brendan Bryne, coautor correspondiente del estudio y becario postdoctoral de la NASA en el JPL.
"Este estudio ilumina nuestra capacidad para monitorear el ecosistema y su impacto en el CO atmosférico 2 casi en tiempo real desde el espacio. Estas nuevas herramientas permiten la detección global de la absorción biosférica de dióxido de carbono, "dice Paul Wennberg, el Profesor R. Stanton Avery de Química Atmosférica y Ciencias e Ingeniería Ambiental, director del Centro Ronald y Maxine Linde de Ciencias Ambientales Globales, y miembro fundador del proyecto Orbiting Carbon Observatory.
El documento se titula "Absorción de carbono de las tierras de cultivo retrasada y reducida por las inundaciones del Medio Oeste de 2019".
