El artículo científico final de un científico de la NASA, publicado póstumamente este mes, revela nuevas ideas sobre uno de los desafíos más complejos del clima de la Tierra: comprender y predecir los niveles atmosféricos futuros de gases de efecto invernadero y el papel del océano y la tierra en la determinación de esos niveles.
Un artículo publicado en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias fue dirigido por Piers J. Sellers, ex director de la División de Ciencias de la Tierra en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, que murió en diciembre de 2016. Sellers era un científico de la Tierra en la NASA Goddard y más tarde un astronauta que voló en tres misiones de transbordadores espaciales.
El documento incluye un mensaje global significativo: la flota internacional actual de satélites está realizando mejoras reales en la medición precisa de los gases de efecto invernadero desde el espacio, pero en el futuro será necesario un sistema de observaciones más sofisticado para comprender y predecir el clima cambiante de la Tierra en elnivel de precisión que necesita la sociedad.
Sellers escribió el documento junto con colegas en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y la Universidad de Oklahoma. El trabajo en el documento comenzó en 2015, y Sellers continuó trabajando con sus colaboradores hasta aproximadamente seis semanas antes de morir. Continuaron la investigación yredacción del documento hasta su publicación esta semana.
El documento se centra en el tema que estuvo en el centro de la carrera de investigación de Sellers: la biosfera de la Tierra y sus interacciones con el clima del planeta. En la década de 1980 ayudó a ser pionero en el modelado por computadora de la vegetación de la Tierra. En el nuevo documento, Sellers y sus colegaslos autores investigaron las "retroalimentaciones climáticas del ciclo del carbono", la respuesta potencial de los sistemas naturales al cambio climático causado por las emisiones humanas, y expusieron una visión de cómo medir mejor esta respuesta a escala global desde el espacio.
El intercambio de carbono entre la tierra, el océano y el aire desempeña un papel muy importante en la determinación de la cantidad de gases de efecto invernadero en la atmósfera, lo que determinará en gran medida el clima futuro de la Tierra. Sin embargo, hay interacciones complejas en juego. Si bien las emisiones causadas por los humanosde los gases de efecto invernadero se están acumulando en la atmósfera, los ecosistemas terrestres y el océano aún compensan alrededor del 50 por ciento de todas esas emisiones. A medida que el clima se calienta, los científicos no están seguros de si los bosques y el océano continuarán absorbiendo aproximadamente la mitad de las emisiones, actuando comoun sumidero de carbono, o si este desplazamiento se vuelve más bajo, o si los sumideros se convierten en fuentes de carbono.
El coautor del documento, David Schimel, científico del JPL y colaborador científico de Sellers, dijo que el documento captó cómo él, Sellers y los otros coautores vieron este problema científico como uno de los objetivos críticos de investigación para la NASA EarthCiencias.
"Todos vimos entender el futuro de las retroalimentaciones del ciclo del carbono como uno de los grandes desafíos de la ciencia del cambio climático", dijo Schimel.
La comprensión de los científicos sobre cómo interactúan los sistemas vivos de la Tierra con el aumento de los niveles atmosféricos de gases de efecto invernadero ha cambiado enormemente en las últimas décadas, dijo el coautor Berrien Moore III, de la Universidad de Oklahoma. Moore ha sido un colaborador científico con Sellers y Schimel desdela década de 1980. Dijo que en aquel entonces, los científicos pensaban que el océano absorbía aproximadamente la mitad de las emisiones anuales de carbono, mientras que las plantas en la tierra desempeñaban un papel mínimo. Los científicos ahora entienden que el océano y la tierra juntos absorben aproximadamente la mitad de todas las emisiones, con el papel del sistema terrestresiendo afectado en gran medida por patrones climáticos a gran escala como El Niño y La Niña. Moore también es el investigador principal de una misión de la NASA llamada GeoCarb, programada para lanzar en 2022, que monitoreará los gases de efecto invernadero en gran parte del hemisferio occidental desde un geoestacionarioorbita.
La NASA lanzó el Orbiting Carbon Observatory-2 OCO-2 en 2014, y con el avance de las técnicas de medición y modelado por computadora, los científicos están adquiriendo una mejor comprensión de cómo se mueve el carbono a través de la tierra, el océano y la atmósfera. Este nuevo documentose basa en investigaciones previas y se enfoca en una curiosa cadena de eventos en 2015. Si bien las emisiones humanas de dióxido de carbono se estabilizaron por primera vez en décadas durante ese año, la tasa de crecimiento en las concentraciones atmosféricas de dióxido de carbono realmente se disparó al mismo tiempo.
Esta fue una prueba más de lo que los científicos habían estado reconstruyendo durante años: que una combinación compleja de factores, incluidos el clima, la sequía, los incendios y más, contribuye a los niveles de gases de efecto invernadero en la atmósfera.
Sin embargo, con la nueva combinación de observaciones OCO-2 y mediciones espaciales de la fluorescencia de las plantas esencialmente una medida de fotosíntesis, los investigadores han comenzado a producir estimaciones más precisas de dónde se absorbió y liberó el carbono alrededor del planeta durante 2015, cuandose produjo un intenso fenómeno de El Niño, en comparación con otros años.
El documento sigue un informe de un taller de 2015 sobre el ciclo del carbono dirigido por Sellers, Schimel y Moore. Schimel y Moore señalaron que cada uno de los más de 40 participantes en el taller contribuyó a un informe científico final delreunión, algo raro. Atribuyeron esto, en parte, al papel inspirador que Sellers desempeñó para estimular el pensamiento y la acción.
"Cuando tienes a alguien como Piers en la habitación, hay un efecto magnético", dijo Moore. "Piers tenía su hombro al volante, por lo que todos tenían que tener sus hombros al volante".
Schimel y Moore dijeron que el documento del taller presenta una visión de lo que se necesita en un futuro sistema de observación basado en el espacio para medir, comprender y predecir retroalimentaciones del ciclo del carbono: instrumentos activos y pasivos, y satélites tanto en órbitas terrestres como geoestacionariasen todo el mundo. En los próximos años, la NASA y las agencias espaciales en Europa, Japón y China lanzarán nuevas misiones de monitoreo de gases de efecto invernadero.
"Piers pensó que es absolutamente esencial hacerlo bien", dijo Schimel, "y esencial para hacerlo más o menos bien la primera vez".
Los autores dedicaron la publicación del artículo a Sellers, y en su dedicación hicieron referencia a una cita de Winston Churchill a menudo citada por el científico nacido en Gran Bretaña. Ellos escribieron: "PJS abordó el desafío de la ciencia del carbono en el contexto de una cita favorita de Churchill".Las dificultades que se dominan son oportunidades ganadas ', y su objetivo era resolver el problema del clima de carbono al enfrentar las dificultades y aprovechar las oportunidades ".
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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