Bernie Fowler, que usa zapatillas blancas, un sombrero de vaquero y un mono, camina hacia el río Patuxent de Maryland cada junio para ver cuán profundo puede llegar y aún ver la parte superior de sus zapatos. De joven podía ver sus pies en el fondo del ríomientras se paraba hasta los cangrejos azules netos. Ahora en sus noventa años, se aventura en el río para evaluar la claridad del agua. Fowler ha estado recopilando este punto de datos durante los últimos 29 años y contando, llamándolo "profundidad de la zapatilla de deporte".
Los científicos realizan mediciones precisas de la claridad del agua a partir de datos satelitales, pero los cálculos pueden ser complejos y difíciles de explicar a personas ajenas a la disciplina de la oceanografía. Ahora la NASA está adoptando la idea de la zapatilla de deporte de Fowler para comunicar mediciones satelitales de la claridad del agua, lo que permite que las observacionesse puede compartir fácilmente con el público en general, los gobiernos locales o cualquier persona interesada Los científicos de la NASA llaman a este algoritmo "Profundidad de zapatillas de Fowler": la profundidad del agua, en metros, en la que una persona ya no puede ver sus zapatos blancos.estudio fue publicado en la edición de abril de 2017 de la revista The Optical Society Óptica Express .
El senador retirado del estado de Maryland, Fowler, ha estado utilizando la "profundidad de la zapatilla de deporte" como una forma de comunicar los cambios locales en la claridad del agua a sus vecinos y a la comunidad. La claridad del agua es vital porque la luz solar debe poder llegar más allá de la superficie para ayudar a que crezcan las plantas submarinasy mantener un ecosistema saludable. En todo el mundo, las aguas costeras pueden volverse turbias debido al exceso de partículas minerales suspendidas por ejemplo, suelo erosionado o abundancias anormalmente altas de fitoplancton algas microscópicas. Si bien estos efectos se producen de forma natural, pueden ser exacerbados por los humanosactividad en una cuenca hidrográfica, como el desbroce de tierras, el desarrollo urbano y la liberación de aguas residuales no tratadas. La mala claridad del agua puede afectar drásticamente la salud humana, la cadena alimentaria y la industria pesquera.
"Cuando hablas con la gente sobre la química del río con palabras científicas como eutrofización, entra por un oído y sale por el otro", dijo Fowler. "Si te pones unas zapatillas blancas y caminas en el río hasta que puedas"No te veas los pies, eso te da una buena comprensión de lo que está sucediendo". El 11 de junio de 2017, Fowler, su familia, amigos y la comunidad entrarán en el río Patuxent en Jefferson Patterson Park y realizarán mediciones de profundidad de zapatillas para el día 30.año consecutivo.
Los científicos que se sientan en un laboratorio de ecología oceánica se centran en la precisión, dijo Lachlan McKinna, oceanógrafa del Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA en Greenbelt, Maryland, y uno de los autores del estudio. "Pero a veces necesitamos mejores formas de comunicarnos con el público en general"
Ben Crooke, un interno de verano de 17 años de la NASA, ayudó a obtener la profundidad de la zapatilla de deporte de Fowler como el primer autor del artículo. Crooke pasó parte de su verano analizando los datos de Fowler y las imágenes de satélite para comprender las tendencias locales en la claridad del agua.
Crooke y el equipo observaron los datos del instrumento a bordo del satélite Aqua, el espectroradiómetro de imágenes de resolución moderada o MODIS. El instrumento mide diferentes colores de luz o longitudes de onda, que se reflejan de la materia suspendida en el agua. Específicamente observaronla cantidad de luz roja reflejada por partículas flotantes y sedimentos que hacen que el agua parezca turbia.
El equipo desarrolló un modelo matemático para relacionar la cantidad de luz roja reflejada, medida por MODIS, con la profundidad de la zapatilla, medida físicamente por Fowler en el río Patuxent, para los años 2002 a 2016.
El algoritmo resultante proporciona una manera fácil de visualizar y comunicar la claridad del agua al público. También proporciona mediciones de profundidad de zapatillas observadas por satélite para cualquier día del año no obstruido por muchas nubes y para todo el estuario del río Patuxent.
"Observamos cuánta variabilidad había en la profundidad de la zapatilla ese día del año en comparación con cualquier otro día del año", dijo Crooke, quien se graduó de Sandy Spring Friends School en Ashton-Sandy Spring, Maryland,y planea estudiar ciencias ambientales este otoño en el Skidmore College de Nueva York.
Crooke y el equipo observaron cómo varía la calidad del agua del Patuxent con la temporada. Los meses de invierno tuvieron la mayor profundidad de zapatillas de Fowler es decir, la mejor visibilidad porque el flujo del río es mínimo, lo que significa menos sedimentos entrantes, y las condiciones ambientales son menos favorables para el fitoplanctoncrecimiento. Los últimos meses de primavera y principios de verano tendieron a tener la profundidad más baja de las zapatillas es decir, la visibilidad más baja porque hay más fitoplancton y sedimentos.
El estudio también mostró fuentes potenciales que influyen en la claridad del agua del río Patuxent. En los últimos años, la gestión mejorada de las cuencas hidrográficas ha reducido los impactos de las actividades de uso del suelo que pueden contaminar el río, como la limpieza del suelo, el tratamiento de aguas residuales, la agricultura y el desarrollo urbanoSin embargo, las floraciones de fitoplancton en verano aún continúan en el estuario del río Patuxent, lo que sugiere que los nutrientes que promueven las floraciones están llegando al río desde la bahía de Chesapeake, una idea que han sugerido estudios anteriores.
Aunque la profundidad de la zapatilla se diseñó principalmente como una herramienta de comunicación para el público, el equipo de la NASA no descarta su uso para la ciencia. El concepto de profundidad de la zapatilla es en realidad similar a la medición de la profundidad del disco Secchi realizada mensualmente por el Programa de la Bahía de ChesapeakeEn la oceanografía, los científicos bajan un disco blanco liso de un pie de diámetro, llamado disco Secchi, al agua en una cuerda y registran la profundidad a la que desaparece de la vista. Estas medidas son útiles para los científicos marinos que deseansepa a qué profundidad llega la luz para comprender cómo crece el fitoplancton y otra vegetación submarina.
"La profundidad de la zapatilla de deporte de Fowler se presentará como una métrica para observar las tendencias de la claridad del agua a largo plazo para obtener resultados científicamente significativos y comunicarlas al público en general", dijo Ivona Cetinic, oceanógrafa de la Asociación de Investigación Espacial de las Universidades de la NASA Goddard y unade los autores del estudio. Sin embargo, Cetinic y el equipo aún necesitan hacer algunos ajustes. Por un lado, podrían establecer el límite máximo de la profundidad de la zapatilla de deporte como la altura de Fowler, una forma de retener el contexto del número y honrar la dedicación y el honor de Fowler.trabajar en la Bahía de Chesapeake. Segundo, el equipo agradecería más puntos de datos de la comunidad para ayudar a refinar el algoritmo.
"Si tiene un par de viejas zapatillas blancas y las pone en sus pies o una cuerda y toma algunas medidas, eso podría ayudarnos a construir un conjunto de datos y ajustar el algoritmo", dijo McKinna.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por NASA / Centro de vuelo espacial Goddard . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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