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La posibilidad de estudiar los lagos a escala global

TEXTO GONZALO PÉREZ - Dr. en Biología

La necesidad de comprender, predecir y mitigar el cambio climático global ha incrementado drásticamente la necesidad de estudiar pormenorizadamente el ciclo del carbono global. La importancia de los sensores remotos y los sistemas de información geográfica.

La necesidad de comprender, predecir y mitigar el cambio climático global ha incrementado drásticamente la necesidad de estudiar pormenorizadamente el ciclo del carbono global. En la actualidad ha sido reconocida la importancia de los cuerpos de agua continentales en el ciclo del carbono global. Los mismos no solo funcionan como vías de transporte del carbono importado de los ambientes terrestres hacia el océano, sino que son integrantes activos del ciclo almacenando importantes cantidades de carbono orgánico (CO) en los sedimentos y también funcionando como importantes fuentes de emisión de CO2 y metano a la atmósfera.

El carbono en los ambientes acuáticos se encuentra principalmente en forma disuelta, dentro de esta fracción el carbono orgánico disuelto (COD) y su fracción de color (COD-C) tienen mucha importancia en el funcionamiento de los ecosistemas acuáticos. La cuantificación del COD es imprescindible para comprender como cambios externos (climáticos u otros inducidos por el hombre) pueden alterar la exportación tanto en cantidad y calidad de carbono del medio terrestre a los ambientes acuáticos y como también pueden verse afectados la importancia relativa de las posibles vías de movilización y procesado del carbono dentro del sistema acuático.

Además de los aspectos científicos, como las ciencias relacionadas con el ciclo del carbono y la ecología acuática, el estudio de la dinámica del COD es muy importante en aspectos prácticos como en las temáticas relacionadas en la calidad de agua para el consumo y la salud humana.

Mucho de nuestro conocimiento actual sobre la actuación de los ambientes acuáticos continentales en el ciclo global del carbono se ha realizado por extrapolación de medidas in situ llevadas luego a escalas regionales y globales. En tal sentido, el verdadero rol de los cuerpos de agua continentales en este ciclo biogeoquímico sólo puede cuantificarse teniendo una estimación más acotada de la superficie y volumen de los cuerpos de agua a escala global y sus cambios a través del tiempo. Asimismo, es necesario también poder estimar el contenido global del COD acuático y como cambios a nivel de las cuencas de drenaje (cambios en la cobertura vegetal, productividad primaria terrestre, escorrentía, entre otros ejemplos) pueden influir en el contenido de carbono acuático.

Los sensores remotos (SRs) y los sistemas de información geográfica (SIG) pueden potencialmente ser las herramientas ideales para resolver estos problemas proveyendo de medidas sinópticas y frecuentes de COD-C. La comunidad científica especializada en la teledetección del color del mar hace ya varios años que han avanzado en la estimación de diferentes sustancias ópticamente activas a escalas globales. Por ejemplo, la clorofila a con los satélites y sensores Orbview2/SeaWiFS y Aqua/MODIS (NASA OBPG, 2003). Sin embargo, la teledetección óptica de aguas continentales se ha visto dificultada por diferentes cuestiones y existiendo actualmente una escasez de datos a niveles regionales de la variabilidad espacial y temporal del COD-C.

Una de las principales causas del retraso en la utilización de los SRs en el estudio a escalas regionales y globales de los ambientes acuáticos continentales, ha sido de índole técnica. Los sensores utilizados en la teledetección del color del mar como MODIS (Espectroradio metro de Imagen de Moderada Resolución) o MERIS (Espectrómetro de Imagen de Media Resolución) tiene un tiempo de revisita frecuente (1-2 días) y suficiente resolución radiométrica (12 bits), pero su resolución espacial (300-1000m) es adecuada solo para lagos realmente grandes, existiendo en el mundo una gran cantidad de lagos de tamaño pequeño y medio. Por otro lado, los satélites pensados y puesto en funcionamiento para la observación del ambiente terrestre (como la serie Landsat 1-7) poseen o poseían sensores con resolución espacial más adecuada (30-79 m), pero una resolución radiométrica limitada (6-8 bites). Esto significa que el rango total de señal de la medición realizada para describir objetos, desde los cuerpos de agua más brillantes (alta reflectancia) hasta los más oscuros (baja reflectancia debido a una alta absorción), solo tiene una paleta de 256 niveles de grises.

El lanzamiento de Landsat 8 en febrero del 2013 resuelve los problemas planteados anteriormente. El sensor operacional de imágenes terrestres (OLI), como parte del observatorio Landsat 8, presenta muchas mejoras con una resolución radiométrica de 12 bits (es decir 4096 niveles de grises) y una resolución espacial de 30 m, siendo potencialmente adecuado para la teledetección del gradiente de condiciones ópticas presentes en los cuerpos de agua continentales.

Sin embargo, una de las restricciones que posee Landsat 8 es su tiempo de revisita, el cual es de 16 días y limita su utilización para el monitoreo rutinario o estudios que necesiten una mayor definición temporal. El lanzamiento del sensor multiespectral (MSI) a bordo del satélite Sentinel-2Aen Junio del 2015 y a bordo de Sentinel-2B en Marzo del 2017 también mejoran este problema. El MSI tiene una resolución espacial de 10, 20 y 30 m según sus bandas, una resolución radiométrica de 12 bits y un tiempo de revisita de 5 días en el ecuador y de 2-3 días a latitudes medias (con los dos satélites en constelación). Así mismo, es de importancia recalcar, que tanto para Landsat 8 (USGS-NASA) como para Sentinel-2 (ESA), muchos de los productos generados con distintos niveles de procesamiento se encuentran disponibles de manera libre para la comunidad científica. De esta forma, en la actualidad existe una nueva realidad para la aplicación de sensores remotos en el estudio de ambientes acuáticos continentales.

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