jueves, 29 de abril de 2010

Satélites de recursos naturales.

Los satélites comercialmente más difundidos son los de la serie Landsat (EE.UU.) y el Spot (CEE). Brindan información sobre el medio ambiente y los recursos naturales y sobre el medio construido. Existen satélites de recursos naturales lanzados por India, Rusia, Canadá y Argentina, entre otros.

Las imágenes satelitarias se utilizan, entre otros fines, para estudio de inundaciones, diseño del drenaje hídrico superficial de una región, estimación de la productividad primaria de mares y océanos, estudio de la contaminación, detección de cardúmenes, reconocimiento de tormentas y de cuencas sedimentarias petroleras y gasíferas, estimación de áreas sembradas según los distintos cultivos, mapeo de áreas agrícolas irrigadas, estimación de erosión hídrica, inventario de bosques, delimitación de áreas urbanas, uso y clasificación del suelo urbano, expansión urbana en el uso de la tierra urbana-periurbana, e identificación de asentamientos urbanos.

Landsat

Los satélites Landsat (EE.UU.) se mueven en sentido norte-sur pasando muy cerca de los polos; cruzan la Tierra con una trayectoria que semeja los gajos de una naranja. Se encuentran a una altura de 700 km sobre la superficie terrestre, toman datos de la misma escena cada 16 días y llevan a bordo dos tipos de sensores: MSS y TM.

El barredor multiespectral o Multi Spectral Scanner (MSS) recopila datos de la superficie terrestre en varias bandas espectrales, con una resolución espacial de 80 metros aproximadamente.

Banda Longitud de onda (en micrones) Porción del espectro electromagnético Aplicaciones
4 0.5 a 0.6 Verde Penetración en el agua, turbidez, nieve, sedimentación en la misma, infraestructura urbana y cuerpos de agua.
5 0.6 a 0.7 Rojo Estudios urbanos, infraestructura caminera y cuerpos de agua.
6 0.7 a 0.8 Infrarrojo Vegetación, redes de drenaje.
7 0.8 a 1.1 Infrarrojo Estudios de vegetación, suelos, humedad, contacto entre tierra y agua.

El mapeador temático (TM) de los satélites Landsat provee información de la superficie terrestre en las siguientes amplitudes de onda del espectro electromagnético.

Bandas Longitud de onda (en micrones) Resolución espacial (en metros) Aplicaciones
1 0.45 a 0.52 30 Penetración en cuerpos de agua. Costas. Contacto entre suelo y vegetación.
2 0.52 a 0.6 30 Vegetación
3 0.6 a 0.69 30 Vegetación
4 0.76 a 0.9 30 Biomasa. Delimitación de cuerpos de agua.
5 1.55 a 1.75 30 Contenido de humedad
6 10.4 a 12.5 120 Mapeo térmico
7 2.08 a 2.35 30 Geología

Spot

El satélite Spot (CEE) tiene a bordo el sensor ARV (Alta Resolución Visible) que tiene dos modos de funcionamiento en el espectro visible e infrarrojo cercano:

  1. Un modo pancromático (en blanco y negro con una resolución espacial de 10 metros) correspondiente a una observación sobre una amplia banda espectral.
  2. Un modo multibanda (en color, con una resolución espacial de 20 metros) correspondiente a una observación sobre tres bandas espectrales más anchas.
Características del instrumento Modo multibanda Modo pancromático
Bandas espectrales 0.50 a 0.59 micrones 0.61 a 0.68 micrones 0.79 a 0.89 micrones 0.51 a 0.78 micrones
Dimensión del píxel 20 x 20 metros 10 x 10 metros

(extracto)
Fuente: Educ.ar
imagen: landsathandbook.gsfc.nasa.gov

martes, 27 de abril de 2010

Las imágenes satelitarias.

La teleobservación (o sistema de adquisición de datos a distancia) permite individualizar elementos de la superficie terrestre. Para ello se utilizan sensores remotos que captan la energía electromagnética emitida y reflejada por los distintos componentes de la superficie terrestre (cursos de agua, infraestructura, etc.) y que la retransmiten en forma digital a las estaciones receptoras.

Así cuenta Chuvieco, un especialista en el tema, cómo se obtienen las imágenes satelitarias. Reproducimos un fragmento adaptado de su libro Fundamentos de teledetección espacial (Madrid, Rialp, 1996).

"Nuestros sentidos perciben un objeto sólo cuando pueden descifrar la información que éste les envía. Por ejemplo, somos capaces de ver un árbol porque nuestros ojos reciben y traducen convenientemente una energía luminosa procedente del mismo. Esa señal, además, no es originada por el árbol, sino por un foco energético exterior que lo ilumina. De ahí que no seamos capaces de percibir ese árbol en plena oscuridad.

"Este sencillo ejemplo nos sirve para introducir los tres principales elementos de cualquier sistema de teledetección: sensor (nuestro ojo), objeto observado (árbol) y flujo energético que permite poner a ambos en relación. En el caso del ojo, ese flujo procede del objeto por reflexión de la luz solar. Podría también tratarse de un tipo de energía emitida por el propio objeto, o incluso por el sensor. Éstas son, precisamente, las tres formas de adquirir información a partir de un sensor remoto: por reflexión, por emisión y por emisión-reflexión.

"La primera de ellas es la forma más importante de teledetección, pues se deriva directamente de la luz solar. El sol ilumina la superficie terrestre, que refleja esa energía en función del tipo de cubierta presente sobre ella. Ese flujo reflejado se recoge por el sensor, que lo transmite posteriormente a las estaciones receptoras.

"De igual forma, la observación remota puede basarse en la energía emitida por las propias cubiertas (géiseres, volcanes, aguas termales), o en la que podríamos enviar desde un sensor que fuera capaz, tanto de generar su propio flujo energético, como de recoger posteriormente su reflexión sobre la superficie terrestre.

"En cualquiera de estos casos, el flujo energético entre la cubierta terrestre y el sensor constituye una forma de radiación electromagnética (la radiación es una forma de transmisión de la energía junto con la convección y la conducción).

"La energía electromagnética se transmite de un lugar a otro siguiendo un modelo armónico y continuo, a la velocidad de la luz y conteniendo dos campos de fuerzas ortogonales entre sí: eléctrico y magnético.

"Las características de este flujo energético pueden describirse por dos elementos: longitud de onda (l) y frecuencia (F). La primera hace referencia a la distancia entre dos picos sucesivos de una onda, mientras que la frecuencia designa el número de ciclos pasando por un punto fijo en una unidad de tiempo.

"Podemos definir cualquier tipo de energía radiante en función de su longitud de onda o frecuencia. Aunque la sucesión de valores de longitud de onda es continua, suele establecerse una serie de bandas en donde la radiación electromagnética manifiesta un comportamiento similar. La organización de estas bandas de longitudes de onda o frecuencia se denomina espectro electromagnético . Comprende desde las longitudes de onda más cortas (rayos gamma, rayos X) hasta las kilométricas (telecomunicaciones).

"Desde el punto de vista de la teledetección, conviene destacar una serie de bandas espectrales, que son las más frecuentemente empleadas con la tecnología actual:

"Espectro visible (0.4 a 0.7 micrones). Se denomina así por tratarse de la única radiación electromagnética que pueden percibir nuestros ojos, coincidiendo con las longitudes de onda en donde es máxima la radiación solar.

"Infrarrojo cercano o próximo (0.7 a 1.3 micrones). A veces se denomina también infrarrojo reflejado o fotográfico, puesto que parte de él puede detectarse a partir de filmes dotados de emulsiones especiales. Resulta de especial importancia por su capacidad para discriminar masas vegetales y concentraciones de humedad.

"Infrarrojo medio (1.3 a 8 micrones), en donde se entremezclan los procesos de reflexión de la luz solar y de emisión de la superficie terrestre. Resulta idóneo para estimar contenido de humedad en la vegetación y detección de focos de alta temperatura.

"Infrarrojo lejano o térmico (8 a 14 micrones), que incluye la porción emisiva del espectro terrestre, en donde se detecta el calor proveniente de la mayor parte de las cubiertas terrestres."

(Extracto)

Fuente: Educ.ar

jueves, 22 de abril de 2010

Las grandes sequías de los últimos 1.000 años jugaron un importante papel en la historia.

Las lluvias estacionales que traen los vientos monzones al continente asiático alimentan prácticamente a la mitad de la población mundial. Cuando faltan a su cita anual, el planeta pasa hambre. Un estudio de los anillos de los árboles que abarca un periodo de 700 años, revela la existencia de cuatro megasequías en los últimos 1.000 años que asolaron a la especie humana, según publica la revista 'Science'. La investigación ha corrido a cargo de un equipo de investigadores del Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia en Palisades, Estados Unidos.

Los científicos han tomado muestras de 300 árboles en toda Asia, y han definido un 'Atlas de la Sequía del Monzón de Asia' o 'MADA', según sus siglas en inglés, en el que se detalla el efecto del agostamiento en vastas extensiones de espacio y tiempo. El estudio, dicen, mejora los modelos climáticos convencionales, que no logran definir con precisión los efectos de los monzones asiáticos e impiden planificar acertadamente el futuro del calentamiento global.

La reconstrucción cubre tres episodios climáticos clave en el último milenio: la parte final de la Anomalía Climática Medieval, la Pequeña Edad de Hielo y el periodo contemporáneo de cambio climático basado en el ser humano.

Exiten pruebas que apuntan a una influencia de las variaciones cíclicas de la temperatura de la superficie marina en los cambios monzónicos. Algunos expertos sugieren que el calentamiento global podría alterar esos ciclos y posiblemente los haría menos intensos, aunque aún no se ha alcanzado un consenso sobre este punto.

En algunas especies arbóreas, la lluvia determina la anchura de sus anillos anuales de crecimiento. Esas marcas del paso del tiempo son las que han leído estos científicos durante más de 15 años para elaborar su estudio. Los árboles a analizar debían ser lo suficientemente viejos para haber vivido las grandes sequías, y el equipo ha tenido que recorrer bosques desde Siberia a Indonesia y el norte de Australia, tan occidentales como los paquistaníes y tan orientales como los japoneses.

El 'MADA' registra al menos cuatro sequías épicas, que están relacionadas con grandes catástrofes históricas. El clima podría haber jugado un importante papel en la caída de la penúltima familia real china, la dinastía Ming, en 1644. Entonces se produjo una grave sequía, que algunos textos de la época describen como la peor en cinco siglos. Los anillos de los árboles revelan que duró tres años, y que fue más mordaz en el noroeste chino, en las inmediaciones de Pekín. Parece que la falta de agua podría haber incentivado las rebeliones que acabaron con los Ming.

El monzón volvió a fallar entre 1756 y 1768, un periodo que coincide con el colapso de los reinos de los actuales Vietnam, Tailandia y Birmania. La sequía enturbió las estructuras políticas hasta Siberia, y los anillos arbóreos indican también que el oeste de la India se vio gravemente afectado. Este agostamiento no aparece documentado en textos históricos, pero los investigadores rastrearon sus consecuencias en los anillos de varias tecas en Tailandia, y más tarde en varios cipreses vietnamitas.

La sequía que asoló la India entre 1790 y 1796 se sintió a lo largo y ancho del globo. Trajo consigo levantamientos civiles y tumultos. La más sonada de estas rebeliones, la Revolución Francesa.

Pero la peor de todas fue la 'Gran Sequía' de la era victoriana, entre 1876 y 1878. Afectó a los trópicos y provocó hambrunas que acabaron con la vida de 30 millones de personas. En base a las pruebas que aportan los anillos arbóreas, esta falta de lluvias fue especialmente terrible en la India, pero se extendió hasta la lejana China y la actual Indonesia. Las políticas de la era colonial intentaron medrar con las consecuencias de este fenómeno climático, pero el hambre y el cólera agitaron a la población, que se sublevó contra Francia.


Fuente: ElMundo.es

sábado, 17 de abril de 2010

Verdades y mentiras sobre la erupción en Islandia.


La erupción de un volcán, el pasado miércoles, a 200 metros bajo el hielo del glaciar Eyjafjallajokull, en Islandia, sigue coleando. Los aeropuertos de 16 países europeos siguen cerrados para evitar los peligros que suponen las cenizas volcánicas para los aviones. ¿Qué peligros son estos? ¿Cuánto tiempo podría durar el caos aéreo?

¿Hasta cuándo durará el 'efecto ceniza'?

La persistencia en suspensión de la ceniza que emite el volcán islandés, aún en activo, es impredecible. La Agencia Europea de Control Aéreo prevé que los problemas continúen al menos hasta el fin de semana. El viento es la clave, pues es el responsable de la dispersión de estas partículas. La situación ha sido excepcional por la rápida expansión de la nube, y si el fuerte viento no cesa, la ceniza seguirá propagándose.

¿Sigue proyectando ceniza el volcán islandés?

Sí, la erupción emite aún grandes cantidades de ceniza a la atmósfera, y los expertos estiman que la situación podría alargarse al menos dos días más. La erupción remitirá en los próximos días, porque hay una cantidad limitada de magma emisible, pero las cenizas que continúen en suspensión no dejarán de causar problemas hasta que el cielo esté completamente limpio.

¿Cómo ha llegado tan lejos la ceniza?

Las erupciones volcánicas de tipo explosivo emiten a la atmósfera grandes cantidades de ceniza volcánica. La ceniza está formada por partículas bastante finas y de composición silícea, que varían en tamaño de menos de un micrón hasta varios milímetros. "Dependiendo de la intensidad de la erupción, estas partículas se inyectan a varios kilómetros de altura", explica Arnau Folch, vulcanólogo e investigador en el Centro de Supercomputación de Barcelona, "desde unos pocos kilómetros para erupciones de baja intensidad hasta 30-40 kilómetros en las erupciones más intensas, llamadas de tipo pliniano". Una vez en la atmósfera, continúa, "la ceniza forma una nube que es arrastrada por los vientos dominantes y transportada a centenares o incluso miles de kilómetros de distancia del volcán".

¿Qué impacto ha tenido la erupción en el tráfico aéreo?

La situación geográfica de Islandia es un problema añadido a la magnitud de nube de ceniza. Se encuentra en una de las rutas clave de navegación aérea entre Europa y EEUU y las condiciones meteorológicas adversas que ya han colapsado el tráfico en el norte del viejo continente podrían causar también problemas al cielo asiático. Los aeropuertos de 16 países europeos continúan cerrados este jueves, aunque Irlanda y Suecia están comenzando a reanudar la actividad normal.

¿Qué peligros entraña una erupción volcánica?

Cuando entra en actividad, el volcán emite gases altamente tóxicos: dióxido de azufre, dióxido de carbono y fluoruro de hidrógeno. Las columnas de ceniza, como la que está sembrando el caos en el norte europeo, pueden elevarse a más de 20 kilómetros y reflejar las radiaciones solares, lo que provocaría un descenso de las temperaturas. La lava puede caer por la ladera del volcán a una velocidad de hasta 240 kilómetros por hora. Es una mezcla de roca fundida y fragmentos sólidos de piedra que arrasan todo lo que encuentran en su camino.

¿Cómo afecta la ceniza a los aviones?

Cuando está en el aire, la ceniza es muy peligrosa para los aviones por varios motivos. "En primer lugar porque es muy abrasiva y daña ventanillas, filtros, tubos de Pitott, etc.", aclara Arnau Folch, "sin embargo, la amenaza principal es para los motores del avión". Resulta que la ceniza volcánica se funde (se transforma en vidrio volcánico) a temperaturas del orden de 800-900ºC. Dado que en las turbinas de los aviones las temperaturas de régimen son más elevadas, la ceniza que penetra en las turbinas se funde y obstruye el escape de los gases, cosa que hace que se detengan los motores del avión en pleno vuelo. Folch recuerda que "ha habido bastantes casos registrados, afortunadamente sin víctimas mortales todavía".

¿Se verá afectado el medio ambiente?

Joan Martí, investigador del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) considera que la nube de ceniza es "relativamente pequeña" y no constituye "nada del otro mundo". Desde su punto de vista, la contaminación que ha generado por el momento es "relativamente baja", aunque "habrá que tenerla en cuenta si la nube alcanzara un volumen más importante". Por esta razón, considera que la erupción no constituye hasta el momento "ninguna catástrofe ambiental". Cuando la lluvia disuelve las sustancias ácidas contenidas en la ceniza, puede contaminar el agua y dañar la vegetación. Los depósitos de ceniza, sin embargo, pueden ser beneficiosos para el entorno, porque mejoran la fertilidad del suelo.

¿Puede suponer un riesgo para la salud?

La nube está situada en capas bajas de la atmósfera y por tanto no afecta a la capa de ozono, la "piel del planeta", que protege al ser humano de las peligrosas radiaciones ultravioletas del espacio. Por otro lado, contiene partículas muy finas de ceniza volcánica, que sólo causarían problemas de salud de descender hasta el aire respirable, en especial a las personas que ya padezcan de afecciones de las vías respiratorias.

Fuente: ElMundo.es

sábado, 3 de abril de 2010

Océanos con memoria.


  • La expedición comenzará el 5 de abril en la costa brasileña
  • El buque Hespérides navegará durante 42 días por el Atlántico ecuatorial
  • El agua marina puede predecir cambios en el clima terrestre
Las profundidades marinas ocultan misterios que pueden determinar el devenir del planeta. Sus aguas viajan por todo el planeta, y llevan con ellas todo el conocimiento que aporta una experiencia de 700 años. Cada molécula de H2O es capaz de recordar las circunstancias climáticas de tiempos remotos y, como un oráculo, predecir cuáles serán las condiciones atmosféricas en las que vivirán las generaciones venideras.

Si las ninfas griegas cuidaban de jardines hermosos y remotos, los científicos que, capitaneados por el Centro Superior de Investigaciones Científicas español, subirán a bordo del buque oceanográfico Hespérides el próximo 5 de abril en la costa brasileña, intentarán desentrañar el papel que el inmenso y desconocido jardín submarino tiene en el cambio climático. Es el trabajo de campo dentro de la campaña ‘Memoria Oceánica del Clima’, MOC2.

La travesía durará 42 días, y recorrerá el océano desde Fortaleza, al noreste de Brasil, hasta Mindelo, en Cabo Verde. Durante ese mes y medio los investigadores recogerán muestras de más de 300 puntos, y analizarán su temperatura y salinidad. También lanzarán 14 boyas instrumentadas al mar, que proporcionarán datos sobre las corrientes de los vientos y marinas, las olas y la temperatura y salinidad de las aguas intermedias, a unos 100 metros de profundidad, durante los próximos dos años.

El océano es un elemento en constante transformación. El agua no permanece, sino que recorre una y otra vez el globo, en corrientes cíclicas que transportan calor, nutrientes, carbono y agua dulce. La Cinta Transportadora Global o Bucle Latitudinal (Meridional Overturning Circulation, MOC, en sus siglas en inglés) es el medio de transporte de las propiedades que cada molécula de H2O acumula a lo largo de su eterna existencia.

El Atlántico ecuatorial, piedra angular de la memoria oceánica

En el Océano Atlántico, el agua es más salada en la superficie, y por lo tanto más densa en la superficie que en profundidad. En principio, eso debería provocar que se hundiera, y flotaran las aguas menos densas. Sin embargo, su temperatura más elevada facilita su permanencia en niveles superiores.

En el invierno de ambos hemisferios, sin embargo, esta agua se enfría y se hunde. José Luís Pelegrí, director de la campaña MOC2 del CSIC, describe este fenómeno como "el bombeo del corazón, cuyos ventrículos expulsan la sangre, que recorre el organismo para volver a la aurícula". En el océano, la aurícula es el Atlántico ecuatorial, al que vuelven las aguas que han viajado hasta los polos, en un ciclo que dura unos 600 ó 700 años.

Durante su travesía, el agua atraviesa diversas profundidades, mayores a más altas latitudes, y vuelve a la superficie a la altura del ecuador. "El agua que en el Atlántico ecuatorial se encuentra a 1.000 metros de profundidad ha estado sumergida a -4.000 ó -5.000 metros", explica Pelegrí. A su regreso, es el momento de recoger los datos que ha acumulado, que ‘recuerdan’ las condiciones climáticas a las que estaba sometido el planeta cuando el líquido inició su odisea. El propósito de MOC2 es analizar la información sobre el contenido de carbono de la atmósfera o la temperatura, entre otros datos, contenida en las moléculas que tornan a la zona comprendida entre Suramérica y África.

El océano decide el clima

"A pequeña escala, es la atmósfera la que controla el clima, pero si hablamos de decenas o centenares de años, es el océano quien decide los cambios", aclara el científico, y matiza: "Se necesita más calor para calentar un litro de agua que para un litro de aire".

Vivimos en una época interglaciar, en la que se forman más aguas profundas -40 millones de centímetros cúbicos cada segundo, "el equivalente a todas las represas de Cataluña", según Pelegrí- y el circuito es mucho más rápido. El agua más fría tiene mayor capacidad para absorber el calor, por lo que esta intensificación del ciclo supone el calentamiento del planeta.

El agua fría, además, es más rica en carbono. El CO2 es el principal responsable de la elevación de la temperatura atmosférica. "El hombre no es el único responsable del cambio climático, pero la emisión de gases de efecto invernadero rompe el ciclo natural del planeta", explica el director de MOC2, "es la acción antropogénica la que hay que frenar".


Fuente: ElMundo.es