Crédito de imagen: ESA
La Agencia Espacial Europea demostró la capacidad de su satélite de monitoreo Envisat Earth para rastrear los niveles de agua de lagos y ríos continentales; puntos en la Tierra que antes eran invisibles para la altimetría de radar anterior. El Radar Altimeter 2 a bordo de Envisat envía 1800 pulsos de radar por segundo desde una altitud de 800 km y luego calcula cuánto tardan en regresar; esto le indica al dispositivo su distancia exacta al planeta. Un equipo estudió detenidamente los datos brutos de Envisat y descubrió una forma de extraer los niveles de agua del río al detectar tipos específicos de ecos de radar. La ESA lanzará 12 años de niveles de ríos para que los científicos los estudien.
Durante más de una década, la ESA ha utilizado satélites para hacer rebotar los pulsos de radar de la Tierra y medir con precisión la altura de las superficies oceánicas y terrestres. ¿Pero los lagos y ríos del interior han sido puntos ciegos efectivos para la altimetría de radar? al menos hasta ahora.
La próxima semana ESA presenta una nueva gama de productos llamada River and Lake Level de Altimetry que proporciona información previamente inaccesible sobre los niveles de agua de los principales lagos y ríos de la superficie de la Tierra, derivada de las mediciones de altímetro de radar Envisat y ERS.
Los hidrólogos pueden usar estos nuevos datos para monitorear las alturas de los ríos en todo el planeta, evaluar el impacto del calentamiento global y ayudar con la gestión de los recursos hídricos. Los cuerpos de agua continentales son importantes como fuentes clave tanto de agua como de alimentos para las personas que viven a su alrededor. También son a menudo regiones de máxima biodiversidad y representan indicadores tempranos del cambio climático regional.
Se ha desarrollado un nuevo algoritmo de procesamiento para extraer hallazgos a nivel de ríos y lagos a partir de datos brutos de altímetro de radar. El esfuerzo de desarrollo fue encabezado por la profesora Philippa Berry de la Universidad De Montfort del Reino Unido: “El nuevo producto de altímetro de radar es un gran avance para los hidrólogos. Les brinda una nueva herramienta para estudiar los cambios históricos en los niveles de la capa freática y los datos de importancia crítica para usar en los modelos de pronóstico de disponibilidad de agua, producción de energía hidroeléctrica, eventos de inundaciones y sequías y cambios climáticos generales ".
El Radar Altimeter 2 (RA-2) volado a bordo del satélite ambiental Envisat de la ESA es el seguimiento mejorado de los altímetros de radar anteriores en las naves espaciales ERS-1 y ERS-2. Desde su órbita polar de 800 km de altura, envía 1800 pulsos de radar separados a la Tierra por segundo y luego registra cuánto tardan en volver sus ecos. cronometrando su viaje hasta menos de un nanosegundo para calcular la distancia exacta al planeta a continuación.
Los altímetros de radar se volaron por primera vez en el espacio en la década de 1970, a bordo de Skylab y Seasat de la NASA. Estos primeros esfuerzos se mantuvieron enfocados firmemente en los océanos, ya que las superficies terrestres menos lisas devolvieron señales indescifrables. Pero a medida que la tecnología mejoró, se hicieron disponibles datos confiables sobre la altura del terreno. El RA-2 de Envisat tiene un innovador sistema de seguimiento de "tracción a las cuatro ruedas" que le permite mantener el radar de contrato incluso cuando el terreno debajo cambia de océano a hielo o tierra firme.
Pero los ríos y lagos han demostrado ser objetivos más difíciles. Grandes lagos y ríos anchos como el Amazonas a menudo devolvieron tentativas señales de radar "húmedas", pero los ecos de la tierra seca cercana distorsionaron la mayoría de esas señales.
Sin embargo, creyendo que el monitoreo completo del nivel de los ríos y lagos era factible, la ESA otorgó un contrato a la Universidad De Montfort para desarrollar un producto de software adecuado, con la Universidad de Lancaster asesorando sobre hidrología de campo.
El equipo de la Universidad de De Montfort procedió peinando minuciosamente muchos gigabytes de datos sin procesar adquiridos sobre ríos y lagos, tomando nota del tipo de formas de eco que ocurrieron. Clasificaron diferentes formas de eco en distintas categorías, luego crearon un proceso automatizado para reconocer estas formas dentro de las señales "húmedas" y finalmente extraer datos utilizables de ellas.
"Para hacer esto, se debe analizar la forma de cada eco individual, y se debe calcular el tiempo exacto correspondiente al componente de eco del lago o río", explicó el profesor Berry. “Además de identificar y eliminar el eco de la tierra circundante, este proceso se complica por la frecuente aparición de islas y bancos de arena, particularmente en los sistemas fluviales. Pero al final se ha demostrado que este enfoque es muy efectivo, con una recuperación exitosa de las alturas de la mayoría de los principales sistemas de ríos y lagos de la Tierra ".
La próxima semana se lanzarán los primeros productos de demostración que utilizan este nuevo algoritmo, que contiene datos representativos de los últimos siete años para ríos y lagos en África y América del Sur. El plan es que los datos del altímetro global de los últimos 12 años serán reprocesados para proporcionar a los hidrólogos información histórica, invaluable para evaluar las tendencias a largo plazo.
ESA también tiene la intención de instalar software operativo en su segmento terrestre para que eventualmente el producto se pueda entregar a los usuarios en tiempo casi real, dentro de las tres horas o menos de su adquisición desde el espacio.
Los hidrólogos no necesitan conocimientos previos de altimetría de radar para hacer uso de los nuevos datos, con un producto conocido como River Lake Hydrology que proporciona datos correspondientes a los puntos de cruce del río, como si hubiera indicadores de río reales en su lugar.
Tales indicadores son la forma tradicional en que se obtienen las mediciones del nivel de los ríos y lagos, pero su número in situ ha disminuido considerablemente en las últimas dos décadas. El nuevo producto compensará esta creciente falta de datos sobre el terreno.
El otro producto se llama River Lake Altimetry, destinado a especialistas en altimetría, y proporciona todos los puntos de cruce para un cuerpo de agua, junto con información detallada sobre todas las correcciones instrumentales y geofísicas.
Se puede acceder a las vistas previas de ambos productos a través de un sitio web dedicado (consulte la barra de la derecha) o en un CD gratuito. correo electrónico [correo electrónico protegido] para solicitar una copia. Ambos productos se anunciarán formalmente en la conferencia Hydrology from Space, que comenzará el lunes 29 de septiembre en Toulouse.
Fuente original: comunicado de prensa de la ESA
