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Brujería de Agua en el Espacio

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Brujería de Agua en el Espacio

Muy pronto los granjeros tenderán una nueva herramienta para obtener el máximo de sus cultivos. Aqua, un satélite de la NASA, proveerá información crucial a cerca del agua en los suelos y el tiempo en el horizonte.

NASA

ver leyenda Marzo 1, 2002 -- En los viejos tiempos, cuando los granjeros querían encontrar agua en el suelo, empleaban a un individuo (llamado "dowser" en inglés) para que encontrara agua en el suelo con una varita con punta en horqueta. Cuando la varita bajaba -- supuestamente bajo la influencia del agua oculta -- ahí era donde se encontraba el agua; al menos eso era lo que decían. Pero ahora, NASA tiene una mejor manera de encontrar la humedad en la Tierra.

Arriba: La humedad en el suelo de esta granja al norte en Tennessee está conectada con el agua del río y el vapor de agua en el aire, a través del ciclo hidrológico. Debido a esta conexión, la humedad del suelo no solo afecta directamente a los cultivos, sino también, indirectamente, a través del impacto que esta causa en las condiciones del tiempo. La información del satélite Aqua mantendrá a los agricultores al tanto de los efectos directos e indirectos de la humedad en el suelo. Foto de Marion Post Wolcott.

Usando la información del satélite Aqua de NASA, los científicos esperan poder establecer un mapa mostrando el contenido de humedad en el suelo de casi toda la superficie terrestre. Esta información también servirá para mejorar la exactitud de las predicciones sobre el potencial de lluvias y otros factores meteorológicos como vientos, temperatura y humedad ambiental. Un mejor conocimiento del agua y las condiciones del tiempo (medio ambiente) resultaría en mayor prosperidad para la agricultura.

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"Para los granjeros una mejor información de actualidad sobre la humedad en el suelo significa que las predicciones a largo plazo de las condiciones del tiempo podrían mejorar y, consecuentemente, mejorar las predicciones en el rendimiento de los cultivos," explica Bill Crosson, un científico de la Sociedad de Investigación Espacial Universitaria, USRA (Universities Space Research Association), que trabaja a través del Centro Global de Hidrología y de Climas de NASA ( GHCC, sus siglas en inglés). "La clave está en un sistema conjunto en el cual la información global que se obtiene sobre humedad en los suelos es integrada con los modelos de predicción del tiempo."

Esta clase de información producirá un sinnmero de aplicaciones en la vida real para la agricultura y la meteorología.  

Los granjeros podrán usar esta información y las potencialmente mejoradas predicciones futuras del tiempo, para planear la temporada de crecimiento, programar irrigación de cultivos, prevenir el uso excesivo de fertilizantes y predecir la fortaleza y resistencia de las plantas. La información y las predicciones del tiempo serán también útiles para los administradores del suministro de agua y para ayudar a los funcionarios de cuestiones agrícolas a estimar la productividad de la siembra.

ver leyenda" Cuando el suelo esta reseco, hay menos agua disponible para la nutrición de las plantas -- pero también hay menos evaporación, y el suelo seco se calienta más rápido," dice Crosson. "Hay una relación directa entre el contenido de humedad en el suelo y la humedad en la atmósfera. Tanto la humedad como el aire caliente ascendente afectan la temperatura y los vientos locales y regionales."

Izquierda: Esta imagen integrada del Sistema de Observación Terrestre preparada por la Escuela de Ciencias Forestales de la Universidad de Montana, es parte del Índice de Humedad Superficial del Consorcio Aeroespacial del Alto Occidente Medio (UMAC, sus siglas en inglés). Nótese la extrema ausencia de humedad en el suelo (naranja oscuro) en la zona afectada por la sequía en el suroeste de los EEUU.

Crosson cree que la información puede ser especialmente útil para grandes empresas agricultoras en donde el granjero difícilmente puede obtener información precisa sobre humedad de suelos a largo plazo, en campos de cultivos de cientos de kilómetros cuadrados de extensión.

Hasta muy recientemente, las mediciones climáticas y del tiempo se hacían a pequeña escala, basadas en lecturas terrestres de campos de menos de un kilómetro cuadrado de extensión -- o se observaban desde el espacio extensas áreas de océanos y continentes. Ahora, los científicos tratarán de completar los espacios vacíos de áreas locales y zonas regionales usando técnicas de mediciónes remotas más diversas y precisas, dice Charles Laymon, otro científico de la USRA trabajando en el proyecto.

"Cualquier granjero puede enterrar el dedo en el suelo y medir la humedad, pero esto no tiene un significado global," anota Crosson. "Él no conocería el patrón de humedad a gran escala, que tendría una influencia definitiva sobre el tiempo que vendría en el futuro para sus campos. Un parche de humedad en un rincón del campo, o una colina reseca, revelan poco a cerca de la inminente productividad de la cosecha en una granja -- especialmente si se están sembrando miles de acres."

ver leyendaDerecha: El conjunto de Radiómetro Avanzado con Escanógrafo de Microondas EOS, AMSR-E, está en la parte frontal superior de la nave Aqua del EOS. Imagen cortesía del Proyecto Aqua, Centro Espacial de Goddard.

El instrumento colocado en Aqua para detectar la humedad en los suelos es un Radiómetro Avanzado con Escanógrafo de Microondas EOS (Advanced Microwave Scanning Radiometer, AMSR-E,en inglés, se le dice "amser"). El satélite Aqua -- el segundo de una serie de satélites con el nombre de Sistema de Observación Terrestre (en inglés, Earth Observing System, EOS) -- tendrá una orbita que recorre el globo cada 16 días durante una misión, con una duración de seis años. La "huella" móvil del AMSR-E será de unos 25 por 25 kilómetros. 

El lanzamiento del AMSR-E marcará un paso decisivo en la investigación aplicada de humedad de suelos. Otros instrumentos colocados en el espacio, tanto en el pasado como en el presente, han obtenido algo de información sobre la humedad de los suelos, pero no han sido diseñados específicamente con ese propósito. Crosson y Laymon dicen que lo que antes era una practica "usar las herramientas equivocadas en la tarea acertada" esta siendo ahora reemplazada por observaciones con diseños y objetivos preestablecidos.

"El poner en uso la tecnología de radiómetros con escanógrafo de microondas en Sistemas de Observación Terrestre es un paso muy importante para la hidrología de suelos," concluye Laymon. "Combinando, a largo plazo, la diversidad de observaciones diarias hechas por el EOS de la tierra, los océanos y la atmósfera, producirá conocimiento que ultimadamente servirán para mejorar la calidad de vida de todos a través de mayor eficiencia en la forma en que usamos los recursos naturales y los sistemas de nuestra nave espacial, La Tierra."

La Hidrología, como ciencia, se ocupa con las propiedades, distribución y circulación de aguas por encima y por debajo de la superficie de la Tierra y en la atmósfera. La humedad en los suelos es el factor clave en muchos procesos climáticos, y por esta razón ha sido de mucho interés para los hidrólogos, científicos de suelos, ecologistas y meteorólogos.

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Arriba: El ciclo hidrológico, o ciclo del agua, es la suma del recorrido del agua a través del sistema Terrestre. Puesto que el agua puede almacenar y transportar calor, es también un ciclo de energía. La gráfica es cortesía de Michael Ritter, Universidad de Wisconsin en Stevens Point.   [ más información]

Los efectos de la humedad del suelo tienen mayor influencia durante la temporada de calor, Crosson dice, mientras que durante la temporada de frío dominan mas bien las tormentas rápidas y fuertes.  

"La temporada de calor se caracteriza por una actividad atmosférica estancada y de movimiento lento," explica Crosson, " y cuando el tiempo se mantiene relativamente estático por varias semanas, factores sutiles y efectos tales como suelos muy resecos o muy húmedos comienzan a dominar los patrones del tiempo."

La temporada de verano depende mucho de la humedad en los suelos durante la primavera, debido a que ésta eventualmente se transforma en humedad ambiental. En años recientes, la baja humedad en los suelos durante la primavera ha dejado a los agricultores, con mucha frecuencia lamentablemente poco preparados para afrontar condiciones de extrema sequía durante el verano y el otoño. 

Crosson, Laymon y sus colegas en NASA esperan que la evaluación de la información a través de métodos remotos, obtenida de instrumentos espaciales recientes y futuros, permitirá mejorar la productividad agrícola, reduciendo las pérdidas provocadas por la sequía y por fracasos en los cultivos


Enlaces a la Red, en inglés

Agricultura de Precisión -- Artículo de Ciencia@NASA

Página sobre la Misión del Satélite EOS Aqua -- Propósitos, ciencia, instrumentos, fotos y más. 

AMSR-E -- Radiómetro Avanzado con Escanógrafo de Microondas en la nave EOS Aqua.

Sistemas de Observación Terrestre (EOS, su sigla en inglés) -- Colección de imágenes sobre rasgos Terrestres, clima, etc.

Gráficas de Humedad de Suelos -- Gráficas del Índice de Humedad de Suelos del Consorcio Aeroespacial del Alto Occidente Medio (UMAC, sus siglas en inglés)

Hidrología Global & Centro de Climas -- Página de Internet.


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Créditos y Contactos

Autores: Annie Strickler,Gil Knier
Funcionario Responsable de NASA: John M. HorackEditor de Producción: Dr. Tony Phillips
Curador: Bryan Walls



Relaciones con los Medios: Steve Roy

Traducción al Español: Boris G. Simmonds
Editor en Español: Hector Medina
El Directorio de Ciencias del Centro Marshall para Vuelos Espaciales de la NASA patrocina el Portal de Internet de Science@NASA que incluye a Ciencia@NASA. La misión de Ciencia@NASA es ayudar al público a entender cuán emocionantes son las investigaciones que se realizan en la NASA y colaborar con los científicos en su labor de difusión.