Los científicos de la NASA han estudiado 17 años de observaciones de la gravedad de nuestro planeta para comprender cómo el ciclo global del agua se intensifica por el calentamiento global.

La velocidad a la que las plantas y la superficie terrestre liberan humedad al aire ha aumentado a escala global entre 2003 y 2019. Estos procesos se conocen colectivamente como evapotranspiración, y un nuevo estudio de la NASA ha calculado su aumento utilizando observaciones de satélites de gravedad.

Al medir el cambio de masa de agua entre los océanos y los continentes, los investigadores determinaron que la tasa de aumento de la evapotranspiración es hasta dos veces mayor que las estimaciones anteriores. Esto es importante porque la evapotranspiración representa una rama crítica del ciclo global del agua, un ciclo que crea las condiciones para la vida en la tierra.

Si bien se sabe que un clima cálido debería aumentar la tasa de evapotranspiración, hasta ahora, las mediciones globales precisas han sido esquivas.

“Nuestro estudio encontró que la evapotranspiración ha aumentado en aproximadamente un 10 por ciento desde 2003, que es más de lo estimado anteriormente, y se debe principalmente al aumento de las temperaturas”, dijo Madeleine Pascolini-Campbell, investigadora postdoctoral del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, que dirigió el estudio. “Esperamos que esta información sobre el ciclo del agua ayude a informar mejor el desarrollo y la validación de modelos climáticos”.

Pero, ¿cómo afecta la tasa de evapotranspiración al ciclo global del agua? A medida que la humedad de los océanos circula por la atmósfera, una parte cae como precipitación sobre los continentes. Parte de esta agua va a los ríos como escorrentía y parte se filtra al suelo. El agua restante se evapora de la tierra y se transpira de las plantas al aire.

Descubrir que la evapotranspiración está aumentando a un ritmo más rápido de lo que se conocía anteriormente tiene implicaciones para comprender cómo el cambio climático podría afectar a la Tierra en el futuro. A medida que el mundo se calienta, la evapotranspiración se acelerará, acelerando el secado de la tierra y la vegetación. Los patrones climáticos también pueden verse afectados: el aumento de la evaporación de la tierra puede crear sequías en algunas regiones. Este es un síntoma de un mundo en calentamiento que puede tener importantes consecuencias para los ecosistemas y las sociedades humanas a medida que aumenta el estrés en los suministros de agua superficial y subterránea.

“Las imágenes del derretimiento de los glaciares y la reducción de las capas de hielo son una forma palpable para que comprendamos los impactos del calentamiento global”, dijo Pascolini-Campbell. “Pero también se están produciendo cambios drásticos en otros componentes clave del ciclo del agua de nuestro planeta que no son tan visibles, como cuando el agua se evapora de la tierra antes de que pueda entrar en los ríos como escorrentía”.

Para obtener una estimación global de cómo está cambiando la evapotranspiración, los investigadores encontraron una nueva forma de aprovechar los datos recopilados por el par de satélites Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) que operaron de 2002 a 2017, y el par sucesor, GRACE Follow-On, que se lanzó en 2018. La misión GRACE fue lanzada por la NASA y el Centro Aeroespacial Alemán (DLR), y GRACE-FO es una asociación entre la NASA y el Centro Alemán de Investigación de Geociencias (GFZ).

Debido a que el agua tiene masa y, por lo tanto, contribuye a la señal de gravedad de la Tierra, estas naves espaciales son exquisitamente sensibles al movimiento del agua en todo el mundo, desde el seguimiento de los cambios en las capas de hielo hasta el agua almacenada en la tierra y las variaciones en la masa oceánica. Al ver una oportunidad, los investigadores estudiaron el conjunto de datos de 17 años de GRACE y GRACE-FO para ver si era posible detectar la señal gravitacional asociada con el movimiento del agua por evapotranspiración.

“Con el registro combinado de GRACE y GRACE-FO, ahora tenemos un registro de observación lo suficientemente largo como para poder monitorear estos signos críticos de cambio global”, dijo JT Reager, científico del JPL e investigador del estudio. “Cuando la señal de gravedad disminuye, significa que la tierra está perdiendo agua. Parte de esa pérdida se debe a los ríos que fluyen de regreso a los océanos, pero el resto sube a la atmósfera en forma de evapotranspiración “.

Al restar todas las salidas de masa de agua de las entradas sobre la tierra y luego calcular la masa residual de agua, los investigadores pudieron estimar la tasa de evapotranspiración. Lo hicieron restando estimaciones independientes de la descarga global de los ríos (en otras palabras, la tasa de agua que fluye a través de los ríos hacia el océano) y los datos de los satélites GRACE y GRACE-FO (que revelan los cambios locales en la masa de agua sobre y en el suelo) a partir de mediciones de precipitación global para averiguar la masa de agua que se pierde en la atmósfera.

Debido a los desafíos de observación y medición, las estimaciones globales de la evapotranspiración generalmente se aproximan utilizando modelos o tomando mediciones de ubicaciones individuales y luego escalando esas mediciones. Pero estos métodos pueden ser propensos a errores. Sin embargo, al medir los cambios de masa global utilizando observaciones de satélites de gravedad, los investigadores pudieron obtener una estimación más precisa de la tasa de evapotranspiración global.

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