Necesitamos desarrollar un sistema de alerta temprana para pronosticar fenómenos meteorológicos extremos inducidos por el clima.

Ariel Davis

"Estamos jugando a la ruleta rusa con eventos climáticos extremos.

No busque más allá de Texas, donde el frío extremo del cálido Ártico descendió y cubrió el estado y gran parte del resto de la nación la semana pasada con temperaturas heladas.

Pero el clima gélido en ese lugar poco probable no es de lo único que deberíamos preocuparnos. Lo que le está sucediendo al clima presenta riesgos climáticos impredecibles que, como hemos visto una y otra vez, pueden ser extremadamente peligrosos y afectar casi en cualquier lugar.

De hecho, Estados Unidos tuvo un promedio de alrededor de seis olas de calor al año en la última década, en ocasiones rompiendo récords de temperatura local. El año pasado, una ciudad en el noreste de Siberia alcanzó los 100 grados Fahrenheit. El oeste de Estados Unidos se vio envuelto por cielos llenos de humo e incendios forestales muy graves. El verano de 2019 vio olas de calor en expansión en Europa, y las temperaturas alcanzaron los 123 grados Fahrenheit en parte del subcontinente indio.

Debido al cambio climático, los fenómenos meteorológicos extremos cálidos y fríos y las tormentas cada vez más intensas son día a día más frecuentes, más intensos y, a menudo, más duraderos. El reciente colapso de un glaciar en la India es un duro recordatorio de cómo el ascenso de las temperaturas puede contribuir a resultados catastróficos.

No se trata de si, sino de cuándo, un evento extremo llegará a su entorno. Eso es muy difícil de predecir. Para salvaguardar nuestras comunidades, los científicos deben poder anticipar un par de meses o más. Con una comprensión más profunda de la ciencia y una mejor tecnología, eso puede ser posible. Pero no tenemos todo eso en su lugar ahora.

Eso no quiere decir que los científicos no hayan mejorado significativamente el pronóstico del tiempo. Lo han hecho gracias a las inversiones gubernamentales y privadas en mediciones satelitales y terrestres y al desarrollo de modelos informáticos avanzados. Ahora es posible predecir eventos climáticos como olas de frío y tormentas con hasta dos semanas de anticipación. Pero las cosas se vuelven mucho menos claras más allá de eso.

Los científicos del clima, por otro lado, pueden estimar las condiciones ambientales en décadas en el futuro. Esto crea una brecha en las escalas de tiempo entre la predicción del tiempo y el clima. La naturaleza no tiene tal demarcación artificial. Observaciones recientes sugieren tendencias preocupantes que subrayan la interacción entre el tiempo y el clima.

Entre las aproximadamente dos docenas de satélites que la NASA opera para monitorear el medio ambiente de la Tierra, dos de ellos, los Observatorios Orbitales de Carbono 2 y 3, rastrean las fuentes de dióxido de carbono y los absorbentes naturales de ese gas de efecto invernadero, llamados sumideros. La tecnología de hace décadas en estos dos satélites muestrea menos del 1 por ciento de la superficie de la Tierra cada mes. Pero incluso estas escasas mediciones están revelando algunos cambios asombrosos en el ciclo del carbono de la Tierra.

Pensamos, por ejemplo, en los bosques amazónicos como sumideros gigantes que absorben dióxido de carbono de la atmósfera. Eso fue una vez cierto. Sin embargo, después de décadas de aumento del calentamiento, lluvias esporádicas, incendios crecientes y deforestación, la investigación sugiere que la Amazonía se está convirtiendo gradualmente en una fuente de dióxido de carbono. El África subsahariana también se está convirtiendo en una fuente, ya que las temperaturas más altas mejoran la respiración de las plantas y reducen la eficiencia de la fotosíntesis.

Al mismo tiempo, en todo el Ártico, el permafrost se está descongelando, lo que genera alarmas de que el calentamiento del suelo podría liberar un enorme cóctel de gases de efecto invernadero a la atmósfera. El temor bien fundado es que esto creará un ciclo de retroalimentación positiva, alimentando y acelerando el calentamiento global.

Lo que está claro es que el ciclo del carbono de la Tierra está cambiando. Es preocupante que no comprendamos completamente cómo estos cambios están dando forma al futuro de la Tierra a corto plazo. Nuestra capacidad actual para observaciones esporádicas podría fácilmente pasar por alto pequeños cambios en el sistema climático, los llamados puntos de inflexión, que podrían desembocar en catástrofes.

Necesitamos urgentemente una asociación internacional para desarrollar un sistema de observación de la Tierra de alta resolución y alta fidelidad. Esto involucraría nuevos satélites y estaciones de monitoreo terrestres que alimentan sus datos a computadoras de alto rendimiento para predecir eventos.

Los esfuerzos recientes están intentando llenar el vacío predictivo con una combinación de modelos basados ​​en la física y en la inteligencia artificial. Pero se necesitan mediciones casi en tiempo real para aumentar la precisión del pronóstico. Las capacidades actuales son lamentablemente inadecuadas para proporcionar esos datos porque la mayoría de los satélites de observación de la Tierra están funcionando mucho más allá de su vida útil de diseño y la mayoría de ellos no tienen reemplazos planeados.

Con su intenso enfoque en el cambio climático, la administración Biden debería convocar a científicos del clima en agencias federales y estatales, laboratorios nacionales, universidades, el sector privado y organizaciones sin fines de lucro para redactar un plan para un sistema avanzado de observación de la Tierra. La idea sería agudizar nuestra capacidad para monitorear el medio ambiente, hacer que los datos estén disponibles para la comunidad científica y expandir nuestra capacidad predictiva mucho más allá de lo que es hoy para pronosticar eventos climáticos extremos generados por el calentamiento del clima.

Como beneficio adicional, este nuevo sistema también podría verificar si los países que firmaron el acuerdo climático de París están cumpliendo sus objetivos de limitar sus emisiones de gases de efecto invernadero.

La ruleta rusa es un juego peligroso. Las posibilidades de una tragedia son altas. También lo son los peligros a corto plazo de los fenómenos meteorológicos influenciados por el clima. Es por eso que necesitamos un sistema de alerta temprana que pueda identificar las ubicaciones y la magnitud de estas amenazas. El retorno de estas inversiones será en vidas y economías salvadas. Debería ser una de las principales prioridades de la cooperación mundial."

Artículo publicado en The New York Times el 25 de febrero de 2021 por Abhishek Chatterjee, William Collins, David Crisp and Arun Majumdar, científicos que estudian el cambio climático y su impacto sobre el tiempo atmosférico. Enlace al artículo original: https://nyti.ms/3sCS6y6

Abhishek Chatterjee es un científico de la tierra en la Asociación de Investigación Espacial de Universidades y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA; William Collins es profesor de ciencia terrestre y planetaria en la Universidad de California, Berkeley; David Crisp es físico atmosférico en el Laboratorio de Propulsión a Chorro del Instituto de Tecnología de California; y Arun Majumdar es profesor de ingeniería mecánica en Stanford y fue un alto funcionario del Departamento de Energía durante la administración Obama. (Las opiniones expresadas aquí no representan la posición de la NASA o del gobierno federal.)

“Casi parece algo mágico”, dijo uno de los astrónomos que participaron en el estudio del fenómeno lunar.

Animación que muestra cómo los átomos de sodio expulsados de la superficie lunar se ven afectados por la órbita de la luna alrededor del planeta Tierra. Video de James O’Donoghue / @ PhysicsJ, basado en simulaciones de Jody K. Wilson.

Carl Sagan dijo una vez que la Tierra no es más que una "mota de polvo suspendida en un rayo de sol". Probablemente estaría encantado de saber que, en la fase de luna nueva, la Tierra es una mota de polvo suspendida en la cola de una luna.

La luna, que carece de una atmósfera que la proteja, está siendo atacada constantemente. Cuando los meteoritos bombardean su superficie volcánica, los átomos de sodio vuelan alto en órbita. Los fotones del sol chocan con los átomos de sodio, empujándolos efectivamente lejos del sol y creando una estructura en forma de cola que fluye corriente abajo de la luna.

"Hace que la luna parezca un cometa", dijo Jeffrey Baumgardner, científico investigador principal del Centro de Física Espacial de la Universidad de Boston. "Hay un flujo de materia que sale de ella".

Durante unos días cada mes, cuando la luna nueva se mueve entre la Tierra y el sol, esta cola parecida a un cometa desempolva el lado de nuestro mundo que mira hacia el sol. La gravedad de nuestro planeta aprieta esa corriente de sodio, estrechándola en un rayo, invisible a simple vista, que envuelve la atmósfera de la Tierra y se dispara al espacio desde el lado opuesto del planeta.

No se puede apreciar aquí, pero tiene cola.Credit... Mariana Suarez / Agence France-Presse - Getty Images

Este haz lunar se puede ver con cámaras especiales como un punto en el cielo crepuscular. A veces parece más brillante, a veces más tenue. Desde que se vieron por primera vez la cola y su haz a fines de la década de 1990, los científicos se han estado preguntando qué controla el brillo del haz. Como se informó el miércoles en un estudio publicado en el Journal of Geophysical Research: Planetas, 14 años de observaciones sugieren que los meteoros, particularmente los más grandes y rápidos que bombardean la luna al azar, pueden explicar qué controla su parpadeo.

“¿Tiene esto una aplicación práctica? Probablemente no ”, dijo Baumgardner, autor principal del estudio. Esta investigación fue impulsada nada más que por curiosidad, dijo, un deseo de simplemente aprender más sobre esa hermosa perla volcánica en el cielo y su desconcertante rayo de luna.

"Creo que es muy bueno", dijo Sarah Luettgen, estudiante de la Universidad de Boston y coautora del estudio. "Casi parece algo mágico".

La Universidad de Boston ha colocado varias cámaras de imágenes de todo el cielo, esencialmente lentes de ojo de pez que ven todo el cielo visible, en todo el mundo. Diseñado originalmente para detectar auroras, pueden ver el sodio en la atmósfera de la Tierra con un filtro. Comúnmente lo observan cuando los meteoros se queman antes de llegar a la superficie de nuestro planeta.

En noviembre de 1998, durante el pico de la lluvia anual de las Leónidas, un equipo que trabajaba con una de esas cámaras en el Observatorio McDonald en Fort Davis, Texas, esperaba ver esas llamaradas de sodio. Se quedaron perplejos cuando, justo después del pico, una mancha de sodio persistió en el cielo durante tres noches. Este lugar, que apareció en el lado del mundo que mira en dirección opuesta al sol, se iluminó a medida que se acercaba la luna nueva y luego se desvaneció rápidamente.

Después de un trabajo adicional, incluidos modelos que simulaban de dónde podría provenir la mancha de sodio, el equipo concluyó que debe ser el resultado de una cola de sodio similar a un cometa que se extiende al menos a 500.000 millas de la luna.

La cola puede estar rociando el mundo con sodio, pero es extremadamente difusa, por lo que no hay posibilidad de que la caspa de polvo lunar se acumule en nuestras cabezas, dijo Luke Moore, científico investigador principal de la Universidad de Boston y coautor del estudio.

La mancha lunar de noviembre de 1998 apareció particularmente brillante después del pico de la lluvia de las Leónidas. También se vio durante otras lunas nuevas sin lluvias de meteoritos concurrentes, pero fue más tenue. Por lo tanto, los científicos sospecharon que estos impactos de lluvia de meteoritos estaban desprendiendo suficiente sodio para alimentar un lugar particularmente luminoso.

Pero la cámara de imágenes de todo el cielo ubicada en el Observatorio El Leoncito en Argentina, que tomó 21.000 imágenes de la luna entre 2006 y 2019, da a conocer una historia ligeramente diferente.

Las lluvias de meteoros anuales, como las Leónidas, una de las más intensas, pueden coincidir con una luna más brillante. Pero este no es siempre el caso, tal vez porque sus impactos no siempre son lo suficientemente enérgicos como para arrojar el sodio lunar lo suficientemente lejos de la luna como para que pueda contribuir a la cola en forma de cometa y su mancha lunar.

Los impactos de meteoros esporádicos, los que no aparecen en lluvias regulares, tienen una correlación más fuerte con el brillo de la luna. Esto posiblemente se deba a que pueden ser más masivos, más rápidos y pueden chocar con la luna de frente, lo que significa que son capaces de expulsar más sodio a una órbita más alta.

Si un asteroide de tamaño adecuado se estrellara contra la luna con suficiente impulso, podría eliminar suficiente sodio para producir un rayo de luna que cualquiera pudiera ver a simple vista, dijo James O'Donoghue, científico planetario de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón que no estaba no está involucrado en la investigación. Y si pudiera observarlo, "sería un parche de luz borrosa del tamaño de las estrellas del cinturón de Orión", dijo Baumgardner.

Pero incluso invisible, saber que la Tierra tiene un rayo de luna alimentado por un meteorito es lo suficientemente satisfactorio: un recordatorio del dinamismo de la luna.

"Creo que definitivamente lo damos por sentado", dijo el Dr. O'Donoghue.

Publicado en The New York Times el 4 de marzo de 2021 por Robin George Andrews.

Enlace al artículo original: https://nyti.ms/3qoOwX9