Los datos de la NASA sobre la transpiración vegetal podrían ayudar a predecir la gravedad de los incendios forestales

Incluso en California, asolada por la sequía, no todas las áreas enfrentan el mismo grado de riesgo de incendios forestales. Un estudio con datos de la misión ECOSTRESS de la NASA encontró relaciones entre la intensidad de un incendio forestal y el estrés hídrico de la vegetación medido en los meses anteriores al incendio. Las correlaciones no eran solo cuestión de que las plantas secas se quemaban más que las hidratadas; algunas áreas donde la vegetación tenía suficiente agua ardieron más severamente, posiblemente porque los incendios tenían más combustible para consumir.

La investigación, dirigida por científicos del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL, por sus siglas en inglés) de la NASA en el sur de California, se basa en los datos sobre el uso del agua en las plantas recopilados por el Experimento de radiómetro térmico espacial ECOSystem a bordo de la estación espacial (ECOSTRESS, por sus siglas en inglés). Este instrumento mide la temperatura de las plantas a medida que se calientan cuando se quedan sin agua. Para este estudio, los investigadores se centraron en los datos recopilados durante parte de 2019 y principios de 2020 en seis áreas —tres en las montañas del sur de California y tres en la Sierra Nevada— que posteriormente fueron calcinadas a causa de incendios forestales.

Otras investigaciones han demostrado que la temporada de incendios forestales en el oeste de Estados Unidos está comenzando a principios de año y aumentando en longitud y severidad. En California —un estado con 13 millones de hectáreas (33 millones de acres) de bosques, gran parte de ellos manejados por agencias federales, estatales y locales—, la información detallada sobre la relación entre los incendios forestales y la disponibilidad de agua para la vegetación podría ayudar a los funcionarios públicos que gestionan los incendios a identificar no solo si es probable que un área se incendie, sino qué tan grave será el daño si lo hace.

“Estamos en una intensa megasequía, la peor en 1.200 años, y eso está creando las condiciones para incendios más catastróficos”, dijo Christine Lee, coautora del estudio en JPL. “Los conjuntos de datos como los de ECOSTRESS serán cruciales para el avance de la investigación científica y pueden proporcionar información para apoyar a los encargados de responder a las crisis ocasionadas por el cambio climático”.

Comparando los datos de ECOSTRESS con diferentes imágenes satelitales después de los incendios, los investigadores descubrieron que la velocidad a la que las plantas liberan agua al “sudar” —un proceso conocido como evapotranspiración—, así como la eficiencia con la que utilizan el agua para la fotosíntesis, pueden ayudar a predecir si los incendios forestales posteriores serán más o menos intensos. Ambas medidas indican si una comunidad vegetal recibe suficiente agua o está bajo estrés por falta de ella.

“Estábamos tratando de entender qué impulsa las diferencias en por qué algunas áreas están muy quemadas y otras no”, dijo Madeleine Pascolini-Campbell, científica experta en hidrología y ecosistemas en JPL y autora principal del artículo científico. “Los resultados muestran lo crucial que es el estrés hídrico para predecir qué áreas se queman más y por qué es importante monitorear la vegetación en estas regiones”.

Seguimiento del estrés de las plantas

Al igual que los humanos, a las plantas se les dificulta realizar sus funciones cuando tienen demasiado calor. Y de manera muy parecida a la que la transpiración ayuda a los humanos a mantenerse frescos, las plantas dependen de la evapotranspiración para regular su temperatura. La evapotranspiración combina la velocidad a la que las plantas pierden agua a medida que esta se evapora del suelo y por transpiración, en la que liberan agua a través de unas aberturas en sus hojas llamadas estomas. Para evitar perder demasiada agua, las plantas empiezan a cerrar sus estomas si se secan demasiado.

“Como resultado, comienzan a calentarse porque ya no tienen la ventaja de ‘sudar’”, dijo Lee. “Con ECOSTRESS, podemos observar estos cambios realmente pequeños en la temperatura, que se utilizan para entender los cambios en la evapotranspiración y la eficiencia en el uso del agua”.

En general, una evapotranspiración más lenta y una menor eficiencia indican que las plantas están sometidas a estrés hídrico. Valores más altos indican que las plantas están recibiendo suficiente agua.

ECOSTRESS rastrea la evapotranspiración a través de un radiómetro térmico de alta resolución que puede medir la temperatura de porciones de la superficie de la Tierra de apenas 40 por 70 metros (130 por 230 pies).

Mayor estrés contra menor estrés

En el artículo, publicado en Global Ecology and Biogeography, los investigadores encontraron que las variables relacionadas con el estrés hídrico, junto con la elevación, fueron factores pronosticadores dominantes de la intensidad de los incendios en las áreas afectadas por tres incendios forestales en el sur de California en 2020: el incendio de Bobcat en el Bosque Nacional de Los Ángeles, junto con los incendios de Apple y El Dorado en el Bosque Nacional de San Bernardino.

Un estrés mayor o menor podía predecir incendios más severos dependiendo del tipo de vegetación principal en un área, dijo Pascolini-Campbell. Por ejemplo, los bosques de pinos estresados tienden a arder con mayor intensidad, lo que sugiere que las condiciones más secas hacen que los árboles sean más inflamables. Mientras tanto, en los pastizales, un menor estrés tendió a correlacionarse con mayor daño por incendios, lo que es una posible indicación de que el crecimiento robusto de la vegetación produjo más combustible, resultando en incendios más intensos. Y en las regiones de Sierra Nevada quemadas por el incendio Creek, el incendio del Complejo Secuoya y el incendio del Complejo Norte, los resultados mostraron relaciones más débiles entre el estrés previo al incendio y la intensidad del fuego. Los autores del estudio plantean la hipótesis de que las variables que no fueron captadas en el análisis —viento u otras condiciones atmosféricas— fueron más influyentes en esas áreas quemadas.

Apoyo a los responsables de tomar decisiones

Este estudio llega cuando la NASA intensifica sus esfuerzos para movilizar su tecnología, experiencia y recursos para estudiar los incendios forestales. La agencia anunció en mayo la formación del programa NASA Wildland FireSense (Detección de incendios forestales), una iniciativa dirigida a reunir a expertos en diferentes disciplinas, junto con tecnología avanzada y herramientas analíticas, para el desarrollo enfoques que puedan informar y guiar a los responsables de tomar decisiones acerca del manejo de incendios.

La importancia de herramientas como el instrumento ECOSTRESS, que está programado para operar hasta septiembre de 2023, aumentará a medida que el cambio climático impulsa un mayor riesgo de incendios forestales en todo el oeste de Estados Unidos, dijo Pascolini-Campbell. “Es una región de máxima prioridad para emplear este tipo de estudios con el fin de observar qué áreas son las más vulnerables”, añadió.

Más acerca de la misión

JPL, una división de Caltech en Pasadena, construyó y gestiona la misión ECOSTRESS para la División de Ciencias de la Tierra de la Dirección de Misiones Científicas en la sede de la NASA en Washington. ECOSTRESS es una misión de Earth Venture Instrument; el programa es administrado por el programa Pathfinder de investigación científica del sistema terrestre (Earth System Science Pathfinder, por su nombre en inglés) de la NASA en el Centro de Investigación Langley de la agencia en Hampton, Virginia.

Más información sobre ECOSTRESS está disponible aquí (en inglés):

https://ecostress.jpl.nasa.gov/

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