Cómo monitorea la NASA el aumento del nivel del mar



El aumento del nivel del mar trae serios problemas para la gente
El aumento del nivel del mar trae serios problemas para la gente

Los niveles globales del mar en la Tierra están aumentando, y lo están haciendo a un ritmo acelerado. Las aguas del océano se expanden a medida que absorben cantidades masivas de calor atrapado por los gases de efecto invernadero en la atmósfera terrestre. Los glaciares y las capas de hielo están agregando cientos de gigatoneladas de agua de deshielo a los océanos cada año. La superficie terrestre a lo largo de las costas también sube y baja, lo que afecta el aumento relativo del nivel del mar. La gente está sintiendo los impactos, ya que los incrementos aparentemente pequeños del aumento del nivel del mar se convierten en grandes problemas a lo largo de las costas de todo el mundo.

Gráfica de aumento del nivel del mar
El nivel medio global del mar de 1993 a 2020 ha aumentado aproximadamente 3,3 milímetros por año. El número se calcula promediando los datos de altura de la superficie del mar de una serie de satélites: TOPEX / Poseidon, Jason-1, OSTM / Jason-2 y Jason-3. El registro de datos continúa con el lanzamiento de Sentinel-6 Michael Freilich. Crédito: NASA

La NASA estudia todos los aspectos del aumento del nivel del mar

Con satélites, misiones aéreas, mediciones a bordo y supercomputadoras, la NASA ha estado investigando el aumento del nivel del mar durante décadas. Junto con nuestros socios internacionales e interinstitucionales, estamos monitoreando las causas del aumento del nivel del mar con gran precisión y precisión. El nivel del mar global está aumentando aproximadamente 0,13 pulgadas (3,3 milímetros) al año. Eso es un 30% más que cuando la NASA lanzó su primera misión satelital para medir la altura del océano en 1992.

En noviembre de este año, la NASA se ha asociado con la Agencia Espacial Europea, NOAA y EUMESTAT. Lanzaron el satélite Sentinel-6 Michael Freilich, que continuará 28 años de mediciones de la altura del océano basadas en satélites. El satélite fue rebautizado en honor al difunto director de la División de Ciencias de la Tierra de la NASA. Un oceanógrafo de formación que reconoció que un problema complejo como el aumento del nivel del mar requiere que personas con diversos antecedentes, de todo el mundo, lo resuelvan.

En 2014, la NASA creó un equipo científico del cambio del nivel del mar. Reunió a expertos de toda la agencia y de otras instituciones que estudian diferentes aspectos de este problema multidisciplinario. Los científicos que estudian los glaciares, las capas de hielo, la física de los océanos, el movimiento de la tierra y más se unen para abordar cómo se ve el aumento del nivel del mar ahora y cómo se verá en el futuro.

«Estamos unidos por este gran objetivo. El nivel del mar se ve afectado por estos diferentes factores que una disciplina no cubre. Por lo que tenemos que traer expertos para abordarlo desde todos los ángulos».

Dijo Nadya Vinogradova Shiffer, directora del programa de la NASA que supervisa el equipo.

Cuatro impactos del aumento del nivel del mar

1. El aumento del nivel del mar provoca inundaciones con cielo despejado

Ciudades como Annapolis en Maryland, Hampton Roads en Virginia y Miami fueron diseñadas y construidas originalmente para proporcionar suficiente protección contra las inundaciones. Pero el aumento del nivel del mar ha provocado que esa zona de influencia se reduzca. Esto conduce a inundaciones en días soleados que se filtran a los sistemas sépticos y a los estacionamientos y carreteras, lo que ralentiza los tiempos de respuesta de los socorristas. Los científicos e ingenieros costeros están utilizando mediciones satelitales y terrestres para ayudar a planificar y prevenir este tipo de inundaciones.

2. Agua más cálida, tierra que cae, mares en crecimiento

Un cambio en el movimiento de las aguas cálidas del océano fuera de la costa oeste de EE. UU. Significa que es probable que la región experimente un aumento del nivel del mar más rápido que el promedio en los próximos 20 años. Este aumento relativo del nivel del mar se suma al aumento global del nivel del mar y se ve amplificado por el continuo hundimiento costero.

3. El mar golpea la puerta de la NASA

Dos tercios de la infraestructura y los activos de la NASA se encuentran a menos de 16 5 metros del nivel del mar. Los laboratorios, las plataformas de lanzamiento, los aeródromos, las instalaciones de pruebas, los centros de datos y otra infraestructura se extienden a lo largo de 330 millas cuadradas en varios estados.

4. Aumento del nivel de los mares en todo el mundo

Las costas son vulnerables al aumento del nivel del mar en todo el mundo. Pero el nivel del mar no afecta a todas las costas por igual. Los datos de la NASA, junto con los de los socios estadounidenses e internacionales, se utilizan para monitorear las condiciones del nivel del mar en todo el mundo.

Motivos del aumento del nivel del mar

Agua producida por el deshielo

Aproximadamente dos tercios del aumento global del nivel del mar se debe al agua de deshielo de los glaciares y las capas de hielo. Las vastas extensiones de hielo que cubren la Antártida y Groenlandia.

Las temperaturas del aire más cálidas pueden derretir la parte superior de las capas de hielo desde arriba, mientras que las cálidas aguas del océano devoran los extremos de los glaciares y las plataformas de hielo donde se encuentran con el mar. Crédito: NASA

En Groenlandia, la mayor parte de la pérdida de hielo se debe al aumento de la temperatura del aire. Esto derrite la superficie de la capa de hielo, así como al desprendimiento de los glaciares que desembocan en el mar.

En la Antártida, sin embargo, las temperaturas bajo cero durante todo el año significan que la superficie de la capa de hielo interior no se derrite. En cambio, la mayor parte del hielo se pierde a medida que las temperaturas oceánicas más cálidas se unen a las temperaturas del aire cálido para devorar las plataformas de hielo flotantes en los extremos de los glaciares en la Antártida occidental. Esto hace que los glaciares se aceleren y que fluya más hielo y se derrita en el mar.

La NASA mide este cambio desde el espacio. Con Ice, Cloud and Land Elevation Satellite 2, o ICESat-2, los científicos pueden calcular el cambio en la altura de las capas de hielo en una fracción de pulgada. Esto les permite calcular cómo los cambios de las capas de hielo están contribuyendo al aumento del nivel del mar. Con los satélites Gravity Recovery and Climate Experiment Follow-On, o GRACE-FO, una asociación con el Centro Alemán de Investigación de Geociencias, los científicos pueden calcular la masa de hielo perdida en estas vastas extensiones en Groenlandia y la Antártida.

Datos del deshielo

Las capas de hielo por sí solas contribuyeron con alrededor de 1,2 milímetros por año al aumento del nivel del mar entre 2002 y 2017. Así lo calcularon los científicos comparando datos de los satélites GRACE y GRACE-FO.

Desde 2006, un promedio de 318 gigatoneladas de hielo por año se ha derretido de las capas de hielo de Groenlandia y la Antártida. Esto calcularon los científicos comparando datos del primer ICESat e ICESat-2.

Una gigatonelada es suficiente para cubrir el Central Park de la ciudad de Nueva York con hielo a 300 metros de profundidad.

Los glaciares en lugares como Alaska, High Mountain Asia, Sudamérica y el Ártico canadiense son susceptibles al calentamiento de la temperatura del aire. Durante la última década, casi todos los glaciares se han reducido. Ya sea que los glaciares desemboquen directamente en el océano o en ríos que eventualmente lleguen al mar, el agua de deshielo de estos glaciares más pequeños contribuye tanto al aumento del nivel del mar como lo hace el agua de deshielo de las capas de hielo masivas.

Expansión térmica

No solo fluye más agua al océano desde las capas de hielo y los glaciares, sino que el agua más cálida del océano está ocupando más espacio, lo que se suma al aumento del nivel del mar. Los 700 metros (2.300 pies) superiores del océano se han estado calentando desde la década de 1970. Gran parte del calor adicional generado por el calentamiento global es absorbido por el océano. Cuando el agua se calienta, las moléculas individuales se mueven más rápido, expandiendo el volumen que ocupan. A escala global, esto provoca aproximadamente un tercio del aumento del nivel del mar que los científicos han medido.

Los océanos de color oscuro de la Tierra absorben calor. A medida que el agua se calienta, se expande, provocando un aumento del nivel del mar. Crédito: NASA

Como todo cambio en el nivel del mar, la expansión térmica varía a lo largo de los océanos. Algunas regiones se ven más afectadas que otras. Las corrientes y los vientos mueven esta agua recién calentada y expansiva, y esa agua más cálida influye en la fuerza y los patrones de las corrientes oceánicas. Instrumentos como los flotadores Argo de Scripps Institution of Oceanography en San Diego recopilan datos de temperatura y otros datos sobre las aguas del océano.

Complicaciones para el nivel del mar

Circulaciones oceánicas

El aumento del nivel del mar no es constante en todo el mundo. Algunas áreas costeras ven triplicar la tasa promedio de aumento. Mientras que otras no observan ningún cambio, o incluso pueden ver una caída en el nivel del mar. Las corrientes oceánicas, el afloramiento de agua fría de las profundidades del océano, los vientos, los movimientos de calor y agua dulce y la atracción gravitacional de la Tierra juegan un papel en el movimiento de las masas de agua.

Las complejas corrientes oceánicas de la Tierra mueven el agua. Influenciadas por la topografía accidentada del fondo del océano, el movimiento del agua fría hacia la superficie y otros factores, las corrientes pueden provocar diferencias regionales en el aumento del nivel del mar. Crédito: Estudio de visualización científica de la NASA.

Cuando el agua de Groenlandia se derrite, por ejemplo, la caída de masa disminuye la atracción gravitacional de la capa de hielo. Esto hace que el agua se derrame hacia las costas de América del Sur. Las aguas más cálidas pueden acelerar las corrientes e incluso inclinar la superficie del océano. Los cambios serán medidos por la próxima misión satelital de agua superficial y topografía oceánica, desarrollada por la NASA y socios internacionales.

Los ciclos climáticos oceánicos que ocurren naturalmente también pueden desempeñar un papel en el enmascaramiento temporal o la intensificación de los efectos del cambio climático sobre el aumento del nivel del mar.

La fase cálida de DOP

Durante la mayor parte del tiempo que los satélites han estado midiendo la altura global de la superficie del mar, el aumento del nivel del mar a lo largo de la costa oeste de los Estados Unidos ha sido más bajo que el promedio mundial debido a las fases frías prolongadas de la Oscilación Decadal del Pacífico (DOP). Es un largo término patrón cíclico de variabilidad climática en el Océano Pacífico que afecta las condiciones atmosféricas y oceánicas. La fase fría de la DOP alejó el agua caliente de la costa oeste de EE. UU., Suprimiendo el aumento del nivel del mar. Pero alrededor de 2010-2011, la DOP pasó a su fase cálida, y los científicos ahora están observando un aumento del nivel del mar más rápido que el promedio para la región, que se espera que continúe durante al menos los próximos cinco años y potencialmente mucho más.

Dinámica de la Tierra Sólida

No son solo los procesos del agua los que juegan un papel en el aumento global del nivel del mar. Los movimientos del suelo también pueden jugar un papel importante. A escala continental, la corteza terrestre todavía se está recuperando de la última glaciación. Hace 20.000 años, Canadá, el noreste de Estados Unidos, Escandinavia y otras regiones estaban abrumados por capas de hielo. A medida que las capas de hielo se derritieron y el peso en los continentes disminuyó, la superficie de la tierra se recuperó lentamente. Ese proceso de rebote todavía está ocurriendo e incluso puede causar que otros lugares caigan, por ejemplo, Norfolk, Virginia, se está hundiendo debido al rebote más al norte.

El aumento del nivel del mar también puede verse agravado por el hundimiento de la tierra. El delta del río Mississippi, por ejemplo, se está ahogando esencialmente debido a que el suelo se hunde por la extracción de recursos, la carga de sedimentos y el peso del entorno construido se combina con niveles del mar más altos. La NASA estudiará este caso con una campaña de campo llamada Delta-X, diseñada para estudiar cómo se acumulan los sedimentos en el delta.

Nivel del mar futuro

A medida que científicos de diversas disciplinas estudian las causas del aumento del nivel del mar, sus colegas también están utilizando modelos informáticos avanzados de clima, océano y hielo para predecir cómo será el aumento del nivel del mar en el futuro. Un estudio dirigido por la NASA reunió a científicos de todo el mundo para determinar cómo el agua de deshielo de las capas de hielo afectará el aumento del nivel del mar para el 2100. Otro trabajo reciente ha examinado cómo la pérdida de hielo en una región afecta a las ciudades de todo el mundo y cómo los glaciares en High Mountain Asia responderá en el próximo siglo debido a un clima más cálido. El futuro del aumento del nivel del mar es un problema global en rápido movimiento, por lo que los científicos necesitan los modelos más completos y precisos posibles.

El equipo de cambio del nivel del mar de la NASA tiene la tarea de realizar sus propias predicciones para el aumento del nivel del mar en múltiples horizontes de tiempo. Desde escalas de tiempo decenales a centenarias, dijo el líder Vinogradova Shiffer, una tarea desafiante, dados todos los factores que contribuyen y complican. Pero el equipo está diseñado para abordar el problema desde todos los ángulos.

«Hemos reunido un equipo de expertos líderes en el campo, que cubre todo el terreno relacionado con el aumento del nivel del mar, y estamos entusiasmados por encontrar la mejor respuesta a estas preguntas. No puedes dejar de hacerlo juntos.»

Dijo Shiffer

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