Primeros usuarios del satélite PACE estudiarán el aire y los océanos

Con una cobertura que abarca desde la atmósfera hasta la superficie del océano, los datos del satélite Plancton, Aerosoles, Nubes y Ecosistemas oceánicos (PACE, por sus siglas en inglés) de la NASA serán de beneficio para los ecosistemas, la salud humana y las comunidades subrepresentadas.

Años antes de su lanzamiento, realizado en febrero de 2024, los líderes de esta misión de la NASA se unieron a decenas de especialistas en ciencias aplicadas y expertos en el medioambiente en los preparativos para los muchos usos prácticos que podrían recibir la orientación de los datos de PACE. El programa Primeros usuarios de PACE integra estos datos científicos en las actividades empresariales, de gestión ambiental y de toma de decisiones para beneficio de la sociedad.

Los investigadores se especializan en una amplia gama de temas, entre los que se incluyen los recursos hídricos, la pesca y la acuicultura, la calidad del aire y la salud, el clima y la agricultura. Los usuarios precursores en la adopción de estos datos científicos proporcionan un puente entre el equipo de gente que trabaja en PACE y las comunidades locales y los legisladores que necesitan productos accesibles para uso público. Este trabajo puede ayudar a conectar la nueva frontera de los datos polarimétricos hiperespectrales y multiangulares de PACE con problemas del mundo real, y encontrar nuevas formas de abordar los desafíos.

En las comunidades costeras, conocer la calidad del agua es esencial para la salud de los ecosistemas, la producción de frutos de mar seguros y sostenibles, y las actividades recreativas, sin mencionar los medios de subsistencia humanos que dependen de la industria pesquera.

Marina Marrari, directora ejecutiva de la Federación Costarricense de Pesca en San José, es una de las primeras usuarias de PACE. Marrari y sus colegas desarrollaron una aplicación móvil que extraerá datos del Instrumento de Color del Océano (OCI, por sus siglas en inglés) de PACE para ayudar a informar al público acerca de las proliferaciones de algas nocivas. Conocida como pezCA, la aplicación distribuye datos casi en tiempo real sobre la temperatura del océano, la concentración de clorofila y mediciones de las corrientes con datos de otros satélites de la NASA. Una vez que los datos de PACE estén disponibles, la aplicación se actualizará para incluir un producto sobre tipos específicos de proliferaciones de algas nocivas que pueden tener efectos tóxicos en las personas y los animales.

La información sobre la calidad del aire y las partículas atmosféricas (aerosoles) suele estar disponible para zonas urbanas densamente pobladas como Los Ángeles, Atlanta y Nueva York. Marcela Loría-Salazar, profesora asistente de la Universidad de Oklahoma en Norman, tiene planes de utilizar datos de los polarímetros de PACE y OCI para estudiar la calidad del aire en localidades en el centro de Estados Unidos, donde tiende a haber menos monitores terrestres.

Las emisiones de la contaminación urbana, el polvo del desierto y el humo de los incendios forestales pueden viajar desde lugares lejanos, a través de continentes o incluso océanos. (Pensemos en el humo de los incendios forestales que puede viajar desde Alaska y Canadá hacia el centro de Estados Unidos). PACE recopila datos globales sobre este polvo y el humo en la atmósfera de la Tierra cada uno o dos días, y esos datos son de acceso abierto, lo que significa que están disponibles para que cualquiera los encuentre y descargue de forma gratuita desde internet.

Loría-Salazar y su equipo pueden usar esta información para rastrear los aerosoles, estudiando cómo cambian a medida que se desplazan sobre el suelo, cambian de altitud e interactúan con otras partículas atmosféricas. Su objetivo es comprender mejor cómo estos aerosoles afectan la salud humana al ser inhalados. Su equipo trabaja con el gobierno del estado de Oklahoma para desarrollar soluciones a fin de mejorar la toma de decisiones sobre la calidad del aire.

También trabaja con las naciones tribales para ayudar a guiar las decisiones sobre la calidad del aire en sus comunidades. Por ejemplo, hacer quemar prescritas es una actividad tradicional para preservar los ecosistemas, pero los incendios emiten humo hacia el aire. Mediante el uso de datos satelitales, los administradores tribales pueden tomar decisiones mejor informadas sobre el riesgo potencial de la exposición aguda al humo en un día determinado.

El fitoplancton es el centro de la red alimentaria marina. Estos organismos microscópicos son alimento para animales más grandes como el zooplancton, los peces y los crustáceos, y en última instancia para las ballenas y los delfines. Si bien PACE no puede detectar directamente los peces o los mamíferos que están debajo de la superficie del océano, sí puede observar las comunidades de fitoplancton, lo que sirve para informar a los científicos acerca del ecosistema oceánico en el que viven peces y mamíferos.

Al examinar el fitoplancton, los científicos pueden obtener conocimientos valiosos acerca de los cambios que ocurren dentro de los hábitats marinos, ya que estos microorganismos a menudo sirven como indicadores iniciales de la salud de los ecosistemas regionales. Liz Ferguson, directora ejecutiva y ecóloga marina de Ocean Science Analytics, estudia los mamíferos marinos frente a la costa norteamericana del Pacífico.

El monitoreo de las comunidades de plancton mejora la capacidad de los científicos para percibir la compleja dinámica dentro de los ecosistemas marinos. Al monitorear de cerca los cambios en las variables ambientales y el comportamiento de las especies indicadoras, tales como los mamíferos marinos, Ferguson puede estudiar el impacto del cambio climático en los ecosistemas de la corriente de California.

Algunas especies de fitoplancton producen toxinas que pueden ser peligrosas para los seres humanos, las mascotas y el ganado. Cuando este tipo de fitoplancton se multiplica en grandes cantidades, se le denomina una proliferación de algas nocivas.

Richard Stumpf y Michelle Tomlinson, oceanógrafos de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA, por sus siglas en inglés), utilizan los datos satelitales para estudiar estas proliferaciones y ayudar a orientar a las comunidades sobre sus riesgos. Han estado utilizando datos del Instrumento de Color del Océano a bordo del satélite Sentinel 3 de la ESA (por las siglas de Agencia Espacial Europea), el cual capta datos de la Tierra midiendo ciertas longitudes de onda de la luz. El sensor del OCI de PACE hace lo mismo, pero al ser un instrumento hiperespectral, puede detectar más de 200 longitudes de onda, o más de cinco veces la cantidad observada por Sentinel 3 y otros instrumentos actuales.

Los datos de PACE pueden ayudar a Stumpf y Tomlinson a continuar con sus investigaciones sobre cómo el color de las proliferaciones de algas nocivas cambia con el tiempo y el espacio. La selección de longitudes de onda específicas de los datos de PACE también puede ayudar a verificar los datos de Sentinel 3 y extender el registro de datos a largo plazo.

Las capacidades hiperespectrales de PACE pueden permitir a los científicos y administradores ambientales no solo advertir los brotes de estas proliferaciones, sino también identificar las comunidades específicas de fitoplancton que componen las proliferaciones. Detectar estos detalles ayuda a los científicos a informar mejor a los administradores locales de los recursos hídricos acerca de la ubicación, el momento y el tipo de proliferaciones de algas nocivas, lo cual puede ayudar a mitigar los riesgos para el público.

Por Erica McNamee

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