Misión internacional SWOT puede mejorar la predicción de inundaciones

Los ríos, lagos y embalses son como las arterias de nuestro planeta y transportan el agua vital en redes interconectadas. Cuando el ciclo del agua de la Tierra se mueve demasiado rápido, pueden producirse inundaciones, amenazando vidas y propiedades. Ese riesgo está en aumento a medida que el cambio climático altera los patrones de las precipitaciones y más personas alrededor del mundo viven en zonas propensas a sufrir inundaciones.

Los científicos y los gestores de los recursos hidrológicos utilizan muchos tipos de datos para predecir una inundación. Este año, tienen a su disposición una nueva herramienta: los datos de las aguas dulces obtenidos con el satélite de la misión Topografía de las Aguas Superficiales y Oceánicas (SWOT, por sus siglas en inglés). Este observatorio —una colaboración entre la NASA y la agencia espacial francesa Centro Nacional de Estudios Espaciales (CNES)— está midiendo la altura de casi todas las superficies acuáticas de la Tierra. SWOT fue diseñado para hacer mediciones de todos los ríos principales de más de 100 metros (300 pies) de ancho, y los resultados preliminares sugieren que este satélite podría ser capaz de observar ríos mucho más pequeños.

Las escalas hidrométricas pueden calcular con precisión el nivel de los ríos, pero solo en lugares específicos, a menudo separados a gran distancia entre sí. Muchos ríos no tienen ninguna estación hidrométrica, particularmente en los países sin recursos para su mantenimiento y monitoreo. Estos instrumentos también pueden quedar inutilizados por las inundaciones y no son confiables cuando el agua sobrepasa las orillas de los ríos y fluye hacia zonas donde no pueden hacer mediciones.

SWOT proporciona una observación de las inundaciones en 3D más completa, y mide su altura, anchura y pendiente. Los científicos pueden usar estos datos para hacer un mejor seguimiento de la crecida y el descenso de las aguas de una inundación en una zona geográfica, mejorando las predicciones de dónde ocurrirán y con qué frecuencia.

Uno de los esfuerzos para incorporar datos de SWOT en los modelos de inundaciones está dirigido por J. Toby Minear, del Instituto Cooperativo para la Investigación en Ciencias Ambientales (CIRES) en Boulder, Colorado. Minear investiga cómo incorporar datos de SWOT en el Modelo Hidrológico Nacional de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, el cual predice la posibilidad de que se produzcan inundaciones y el momento de su ocurrencia a lo largo de los ríos de Estados Unidos. Los datos de SWOT sobre el agua dulce llenarán los vacíos de información territorial que existen entre las estaciones hidrométricas y ayudarán a científicos como Minear a determinar los niveles (alturas) del agua en los que se producen inundaciones en lugares específicos a lo largo de los ríos.

Minear espera que SWOT mejore los datos del Modelo Hidrológico Nacional de diferentes maneras. Por ejemplo, proporcionará estimaciones más precisas de la pendiente de los ríos y cómo esta cambia con el flujo de la corriente. En términos generales, cuanto más empinada es la pendiente de un río, más rápido fluye el agua. Los modeladores hidrológicos utilizan los datos de la pendiente para predecir la velocidad a la que el agua fluye por un río y sale de un territorio.

SWOT también ayudará a los científicos y gestores de los recursos hídricos a cuantificar la cantidad de agua que pueden almacenar lagos y embalses. Aunque existen alrededor de 90.000 embalses relativamente grandes en Estados Unidos, solo unos pocos miles de ellos han incorporado los datos de sus niveles de agua al Modelo Hidrológico Nacional. Esto limita la capacidad de los científicos para saber cómo se relacionan los niveles de los embalses con la cota (altitud) de los suelos circundantes y la posibilidad de una inundación. SWOT está haciendo mediciones en decenas de miles de embalses en Estados Unidos, junto con casi todos los lagos naturales con un tamaño mayor de 40.000 metros cuadrados (un área aproximada de dos campos de fútbol americano).

Algunos países, incluyendo Estados Unidos, han realizado importantes inversiones en redes de estaciones hidrométricas en los ríos y modelos detallados de inundaciones en diferentes localidades. Pero en África, el sur de Asia, partes de América del Sur y el Ártico, existen pocos datos disponibles sobre lagos y ríos. En lugares como estos, las evaluaciones del riesgo de inundación suelen estar basadas en estimaciones aproximadas. Parte del potencial de SWOT es que permitirá a los hidrólogos llenar estos vacíos de información, proporcionando datos sobre dónde se almacena el agua en una zona geográfica y cuánta fluye por los ríos.

Tamlin Pavelsky, líder científico en aguas dulces para la misión SWOT de la NASA e investigador de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill, dice que SWOT puede ayudar a abordar la creciente amenaza de inundaciones ocasionadas por las tormentas extremas impulsadas por el cambio climático. “Pensemos en Houston y en el huracán Harvey en 2017”, dijo. “Es muy poco probable que viéramos caer 152,4 centímetros (60 pulgadas) de lluvia de una tormenta sin el cambio climático. Las sociedades tendrán que actualizar las normas de diseño de ingeniería y los mapas de las llanuras inundables a medida que los fenómenos de precipitaciones intensas se vuelven más comunes”.

Pavelsky dice que estos cambios en el ciclo del agua de la Tierra están alterando las hipótesis de la sociedad sobre las inundaciones y lo que es una llanura aluvial, o terreno inundable. “Cientos de millones de personas en todo el mundo estarán en mayor riesgo de inundaciones en el futuro a medida que las lluvias se vuelvan cada vez más intensas y el crecimiento de la población ocurra en zonas propensas a inundarse”, agregó.

Los datos de SWOT sobre las inundaciones tendrán otras aplicaciones prácticas. Por ejemplo, las aseguradoras pueden usar modelos fundamentados en datos de SWOT para mejorar los mapas de peligro de inundación y estimar mejor los posibles riesgos de daños y pérdidas en una zona. Una importante compañía reaseguradora, FM Global, se encuentra entre los 40 primeros usuarios actuales de SWOT. Estos conforman una comunidad global de organizaciones que trabajan para incorporar datos de SWOT en sus actividades de toma de decisiones, y que incluye a países como Brasil y Argentina.

“Empresas como FM Global y agencias gubernamentales como la Agencia Federal para el Manejo de Emergencias de Estados Unidos pueden afinar sus modelos de inundaciones comparándolos con los datos de SWOT”, dijo Pavelsky. “Esos modelos mejorados nos darán una imagen más precisa de dónde y con qué frecuencia es probable que se produzcan inundaciones”.

Lanzado el 16 de diciembre de 2022 desde la Base de la Fuerza Espacial Vandenberg en el centro de California, SWOT se encuentra ahora en su fase operativa, recopilando datos que serán utilizados para la investigación y para otros fines.

La misión SWOT fue desarrollada conjuntamente por la NASA y el CNES, con contribuciones de la Agencia Espacial Canadiense (CSA, por sus siglas en inglés) y la Agencia Espacial del Reino Unido. El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, administrado para esta agencia por Caltech en Pasadena, California, lidera el componente estadounidense del proyecto. Para la carga útil del sistema de vuelo, la NASA proporcionó el instrumento KaRIn, un receptor científico de GPS, un retrorreflector láser, un radiómetro de microondas de dos haces y las operaciones de los instrumentos de la NASA. El CNES proporcionó el sistema de Orbitografía y Radioposicionamiento Doppler Integrado por Satélite (DORIS, por sus siglas en inglés), el altímetro Poseidon de frecuencia dual (desarrollado por Thales Alenia Space), el subsistema de radiofrecuencia KaRIn (en conjunto con Thales Alenia Space y con el apoyo de la Agencia Espacial del Reino Unido), la plataforma del satélite y las operaciones terrestres. La CSA proporcionó el conjunto de transmisores de alta potencia KaRIn. La NASA proporcionó el vehículo de lanzamiento y el Programa de Servicios de Lanzamiento de la agencia, con sede en el Centro Espacial Kennedy, y gestionó los servicios de lanzamiento relacionados.

Para más información sobre SWOT, visita el sitio web (en inglés):

https://swot.jpl.nasa.gov/

Escrito por Alan Buis

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