La misión GRACE y cambio climático

El equipo de la Universidad de Texas en Austin que lideró un sistema de satélites gemelos lanzado en 2002 para tomar medidas detalladas de la Tierra, llamado Recuperación de la Gravedad y Experimento Climático (Gravity Recovery and Climate Experiment, GRACE, por sus siglas en inglés), informa en el último número de la revista Nature Climate Change sobre las contribuciones, que sus casi dos décadas de datos han contribuido a nuestra comprensión de los patrones climáticos globales.

Con la intención de durar solo cinco años en órbita en una misión experimental limitada para medir pequeños cambios en los campos gravitacionales de la Tierra, GRACE funcionó durante más de 15 años y ha brindado información sin precedentes sobre nuestros recursos hídricos globales, a partir de mediciones más precisas de la pérdida de hielo polar para una mejor vista de las corrientes oceánicas y el aumento en los niveles globales del mar.

La misión fue una colaboración entre la NASA y el Centro Aeroespacial Alemán y fue dirigida por investigadores en el Centro de Investigación Espacial en la Escuela de Ingeniería Cockrell de UT.

Al medir los cambios en la masa que causan desviaciones en la fuerza de la gravedad en los diversos sistemas de la Tierra (sistemas de agua, capas de hielo, atmósfera, movimientos de tierra y más), los satélites pueden medir pequeños cambios en las interacciones del sistema de la Tierra.

"Al monitorear los componentes físicos del sistema dinámico de la Tierra en su conjunto, GRACE proporciona una perspectiva temporal y una visión global de cómo interactúan nuestros océanos, la atmósfera y la topografía de la superficie terrestre", dijo Byron Tapley, Presidente Emérito del Centenario de Clare Cockrell Williams en el Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Ingeniería que estableció el Centro de Investigación Espacial en UT en 1981 y que desempeñó como investigador principal de la misión GRACE.

La misión GRACE se seleccionó como la primera PI-led Earth System Pathfinder Mission, con Tapley y el Centro de Investigación Espacial a la cabeza, y se implementó bajo la colaboración del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y el Instituto Geodésico Alemán en Potsdam.

La misión se implementó en colaboración entre la NASA y la Agencia Espacial Alemana, pero los profesores, investigadores y estudiantes de la UT hicieron importantes contribuciones a los componentes de ingeniería, desarrollo de conceptos y análisis de datos científicos del experimento. A pesar de ser una empresa arriesgada que opera con una financiación mínima, la misión GRACE superó todas las expectativas y continúa proporcionando un conjunto de mediciones que cambian de paradigma.

"El concepto de utilizar los patrones gravimétricos cambiantes en la Tierra como un medio para comprender los cambios importantes en las interacciones del sistema de la Tierra se había propuesto anteriormente", dijo Tapley. "Pero fuimos los primeros en hacerlo realidad a un nivel de medición que apoyaba las necesidades de la diversa comunidad de ciencias de la Tierra".

Ahora que la misión de seguimiento de GRACE, en la que el Centro de Investigación Espacial continuará desempeñando un papel importante, se ha lanzado con éxito la idea que continúe el registro de GRACE para una segunda medición multidecadal de los cambios de masa en todo el sistema terrestre.
Los ingenieros y científicos anticipan que el intervalo de datos más largo les permitirá ver una imagen aún más clara de cómo se comportan los patrones climáticos del planeta a lo largo del tiempo.

Entre las muchas aportaciones que ha hecho GRACE:

+ GRACE registró tres veces la masa de hielo perdida en las regiones polares y montañosas desde las primeras mediciones iniciales, una consecuencia del calentamiento global.

+ GRACE permitió una medida de la cantidad de calor agregado al océano y la ubicación de dicho calor que permanece almacenado en el océano. GRACE ha proporcionado observaciones detalladas que confirman que la mayor parte del calentamiento se produce en los 2,000 metros superiores de los océanos.

+ GRACE ha observado que de los 37 acuíferos terrestres más grandes, 13 han sufrido una pérdida de masa crítica. Esta pérdida, debido tanto a un efecto relacionado con el clima como a un efecto antropogénico (inducido por el hombre), documenta la disponibilidad reducida de suministros de agua limpia y fresca para consumo humano.

+ La información recopilada por GRACE proporciona datos vitales para el monitoreo de la sequía de Estados Unidos por la agencia federal y ha arrojado luz sobre las causas de la sequía y el agotamiento de los acuíferos en lugares de todo el mundo, desde India hasta California.

Referencia

Contributions of GRACE to understanding climate change. Byron D. Tapley, Michael M. Watkins, Frank Flechtner, Christoph Reigber, Srinivas Bettadpur, Matthew Rodell, Ingo Sasgen, James S. Famiglietti, Felix W. Landerer, Don P. Chambers, John T. Reager, Alex S. Gardner, Himanshu Save, Erik R. Ivins, Sean C. Swenson, Carmen Boening, Christoph Dahle, David N. Wiese, Henryk Dobslaw, Mark E. Tamisiea & Isabella Velicogna. Nature Climate Changevolume 9, pages 358–369 (2019)
https://www.nature.com/article...