Los investigadores de la NASA han desarrollado nuevos satélites, mapas mundiales semanales de la humedad del suelo y las condiciones de humedad de las aguas subterráneas y pronósticos de cada producto en los EE. UU. de uno a tres meses. Si bien los mapas de las condiciones secas / húmedas actuales para los Estados Unidos están disponibles desde 2012, esta es la primera vez que están disponibles a nivel mundial.

"Los productos globales son importantes porque hay muy pocos mapas de sequía en todo el mundo, "dijo el hidrólogo y líder del proyecto Matt Rodell del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Las sequías suelen ser bien conocidas cuando ocurren en los países desarrollados. Pero cuando hay una sequía en África central, por ejemplo, puede que no se note hasta que provoque una crisis humanitaria. Por eso, es valioso tener un producto como este en el que la gente pueda decir:Guau, está muy seco allí y nadie lo ha informado ".

Estos mapas son distribuidos en línea por el Centro Nacional de Mitigación de Sequías de la Universidad de Nebraska-Lincoln (UNL) para apoyar el monitoreo de sequías en los Estados Unidos y el mundo.

"Poder ver una instantánea semanal tanto de la humedad del suelo como del agua subterránea es importante para obtener una imagen completa de la sequía, "dijo el profesor Brian Wardlow, director del Centro de Tecnologías de Información de Gestión de Tierras Avanzadas de la UNL, quien trabaja en estrecha colaboración con Rodell en el desarrollo de herramientas de detección remota para el monitoreo operativo de sequías.

Monitorear la humedad del suelo es esencial para manejar los cultivos agrícolas y predecir sus rendimientos. porque la humedad del suelo es el agua disponible para plantar raíces. El agua subterránea es a menudo la fuente de agua para el riego de cultivos. También sostiene los arroyos durante los períodos secos y es un indicador útil de una sequía prolongada. Pero las observaciones terrestres son demasiado escasas para capturar la imagen completa de la humedad y la sequedad en el paisaje como lo hace la combinación de satélites y modelos.

Un ojo global en el agua

Tanto los mapas globales como los pronósticos de EE. UU. Utilizan datos de los satélites GRACE-FO) del Centro de Investigación Alemán para la Recuperación de la Gravedad y el Experimento Climático (GRACE-FO) del Centro de Investigación Alemán de Geociencias. un par de naves espaciales que detectan el movimiento del agua en la Tierra en función de las variaciones del campo de gravedad de la Tierra. GRACE-FO sucede a los satélites GRACE de gran éxito, que finalizó su misión en 2017 después de 15 años de funcionamiento. Con la expansión global del producto, y la adición de pronósticos de EE. UU., Los datos de GRACE-FO están llenando vacíos clave para comprender el panorama completo de las condiciones húmedas y secas que pueden conducir a la sequía.

Las observaciones satelitales de los cambios en la distribución del agua se integran con otros datos dentro de un modelo de computadora que simula los ciclos del agua y la energía. El modelo luego produce, entre otras salidas, Mapas variables en el tiempo de la distribución del agua a tres profundidades:humedad superficial del suelo, la humedad del suelo de la zona de la raíz (aproximadamente los tres pies superiores del suelo), y aguas subterráneas poco profundas. Los mapas tienen una resolución de 1/8 de grado de latitud, o alrededor de 8.5 millas, proporcionando datos continuos sobre la humedad y las condiciones del agua subterránea en todo el paisaje.

Los mapas satelitales GRACE y GRACE-FO se encuentran entre los conjuntos de datos esenciales utilizados por los autores del Monitor de sequía de EE. UU. el principal mapa semanal de condiciones de sequía para los Estados Unidos que es utilizado por el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos y la Agencia Federal para el Manejo de Emergencias, entre otros, para evaluar qué áreas pueden necesitar ayuda financiera debido a pérdidas por sequía.

"GRACE [proporcionado y GRACE-FO ahora proporciona] un alcance nacional de agua subterránea, "dijo el climatólogo y autor del Monitor de sequía Brian Fuchs, en el centro de la sequía. Él y los otros autores usan múltiples conjuntos de datos para ver dónde la evidencia muestra que las condiciones se han vuelto más secas o más húmedas. Para aguas subterráneas, eso solía significar ir a los datos de los pozos de agua subterránea de cada estado para actualizar el mapa semanal. "Se ha ahorrado mucho tiempo al tener esa capa de agua subterránea junto con las capas de humedad del suelo, todo en un solo lugar, "Dijo Fuchs." Los datos de alta resolución que podemos traer nos permiten dibujar esos contornos de sequedad o humedad directamente en los datos en sí ".

Uno de los objetivos de los nuevos mapas globales es hacer que el mismo producto consistente esté disponible en todas partes del mundo, especialmente en países que no tienen ninguna infraestructura de monitoreo de aguas subterráneas.

"La sequía es realmente un [tema] clave ... con muchas de las proyecciones del clima y el cambio climático, "Dijo Wardlow." El énfasis está en ser más relevante, información sobre sequías más precisa y oportuna, ya sea la humedad del suelo, salud de los cultivos, agua subterránea, streamflow— [las misiones GRACE son] fundamentales para esto, ", dijo." Este tipo de herramientas son absolutamente fundamentales para ayudarnos a abordar y compensar algunos de los impactos anticipados, ya sea por el crecimiento de la población, el cambio climático o simplemente un mayor consumo de agua en general ".

Tanto el Centro de Gestión Avanzada de Tierras como el Centro Nacional de Mitigación de Sequías tienen su sede en la Escuela de Recursos Naturales de la UNL, y están trabajando con socios internacionales, incluyendo la Agencia de los Estados Unidos para el Desarrollo Internacional y el Banco Mundial, desarrollar y apoyar el monitoreo de la sequía utilizando los mapas globales GRACE-FO y otras herramientas en el Medio Oriente, África del Norte, Sudáfrica, El sudeste de Asia, e India.

Las sequías pueden ser complejas, tanto en tiempo como en extensión. En la superficie la humedad del suelo cambia rápidamente con las condiciones climáticas. La humedad en la zona de la raíz cambia un poco más lentamente, pero sigue siendo muy sensible al clima. A la zaga de ambos está el agua subterránea, ya que está aislado de los cambios climáticos. Pero para las perspectivas a más largo plazo sobre la gravedad de la sequía, o en cambio, riesgo de inundaciones en áreas bajas:el agua subterránea es la métrica a tener en cuenta, dijo Rodell.

"Los mapas de aguas subterráneas son como un ralentizado, versión suavizada de lo que ves en la superficie, "Representan la acumulación de meses o años de eventos climáticos", dijo Rodell. Ese suavizado proporciona una imagen más completa de la tendencia general de secado o humectación que ocurre en un área. Tener una contabilidad precisa de los niveles de agua subterránea es esencial para pronosticar con precisión condiciones del futuro cercano.

El nuevo producto de pronóstico que proyecta condiciones secas y húmedas 30, 60, y 90 días para los 48 países más bajos de Estados Unidos utiliza datos de GRACE-FO para ayudar a establecer las condiciones actuales. Luego, el modelo avanza en el tiempo utilizando el Sistema de Observación de la Tierra Goddard, Modelo de pronóstico del tiempo estacional de la versión 5 como entrada. Los investigadores encontraron que la inclusión de los datos de GRACE-FO hacía que los pronósticos resultantes de la humedad del suelo y las aguas subterráneas fueran más precisos.

Dado que el producto acaba de lanzarse, la comunidad de usuarios apenas está comenzando a trabajar con las previsiones, pero Wardlow ve un enorme potencial.

"Creo que verá los productos de supervisión GRACE-FO utilizados en combinación con las previsiones, Wardlow dijo. Por ejemplo, el producto actual de EE. UU. puede mostrar condiciones de sequía moderadas, y si observa el pronóstico y el pronóstico muestra el próximo mes que hay una tendencia de secado continua, entonces eso puede cambiar la decisión frente a si fuera una tendencia húmeda ".

El pronóstico de EE. UU. Y los mapas globales están disponibles gratuitamente para los usuarios a través del portal de datos del centro de sequía.