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NASA Pinpoints Causa de los últimos pico de Dióxido de Carbono Registro de la Tierra

NASA.- Un nuevo estudio de la NASA proporciona evidencia basada en el espacio que las regiones tropicales de la Tierra fueron la causa de los mayores incrementos anuales en la concentración de dióxido de carbono atmosférico precedentes en por lo menos 2.000 años.

 Los científicos sospechaban que la temporada 2015-16 de El Niño - uno de los más grandes en el registro - fue el responsable, pero exactamente cómo ha sido un tema de investigación en curso. El análisis de los primeros 28 meses de datos del satélite de la NASA Orbital de Carbono Observatorio-2 (OCO-2), los investigadores concluyen impactos de calor y la sequía relacionada con El Niño ocurre en las regiones tropicales de América del Sur, África e Indonesia fueron los responsables del aumento récord en dióxido de carbono global. Los resultados se publican en la revista Science como parte de una colección de cinco trabajos de investigación sobre la base de datos de OCO-2.

“Estas tres regiones tropicales liberaron 2,5 gigatoneladas más de carbono a la atmósfera de lo que hicieron en 2011”, dijo Junjie Liu del Jet Propulsion Laboratory (JPL) en Pasadena, California, quien es el autor principal del estudio. “Nuestro análisis muestra como este dióxido de carbono extra explica la diferencia en las tasas de crecimiento de dióxido de carbono atmosférico entre 2011 y los años pico de 2015-16. OCO-2 de datos nos permitió cuantificar cómo el intercambio neto de carbono entre la tierra y la atmósfera en cada región se ve afectada durante años de El Niño. “Un gigaton es de mil millones de toneladas”.

En 2015 y 2016, OCO-2 se registraron aumentos de dióxido de carbono en la atmósfera que eran 50 por ciento mayor que el aumento promedio de los últimos años precedentes a estas observaciones. Estas mediciones son consistentes con las realizadas por la Administración Oceánica y Atmosférica Nacional (NOAA). Ese aumento fue de aproximadamente 3 partes por millón de dióxido de carbono por año - o 6,3 gigatoneladas de carbono.
 En los últimos años, el aumento promedio anual ha estado más cerca de 2 partes por millón de dióxido de carbono por año - o 4 gigatoneladas de carbono. Estos aumentos récord se produjeron a pesar de que se estima que las emisiones procedentes de las actividades humanas en 2015-16, han permanecido más o menos los mismos que eran antes del El Niño, lo que es un patrón de calentamiento cíclico de la circulación oceánica en el Océano Pacífico tropical central y oriental que pueden afectar el clima en todo el mundo.

Usando OCO-2 de datos, el equipo de Liu analizó cómo las áreas de la Tierra que contribuyeron al registro aumentan la concentración de dióxido de carbono atmosférico. Encontraron que la cantidad total de carbono liberado a la atmósfera desde todas las áreas de la tierra aumentó en un 3 gigatoneladas en 2015, debido al fenómeno de El Niño. Alrededor del 80 por ciento de esa cantidad - o 2,5 gigatoneladas de carbono - vino de los procesos naturales que ocurren en los bosques tropicales de América del Sur, África e Indonesia, con cada región que contribuye aproximadamente la misma cantidad.

El equipo comparó los resultados de 2015 a los de un año de referencia - 2011 - a partir de datos de dióxido de carbono de los gases de efecto invernadero satélite de observación de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (GOSAT). En 2011, el tiempo en las tres regiones tropicales era normal y la cantidad de carbono absorbido y liberado por ellos se encontraba en equilibrio.


“La comprensión de cómo el ciclo del carbono en estas regiones respondió a El Niño, permitirá a los científicos mejorar los modelos del ciclo del carbono, lo que debería conducir a mejores predicciones de cómo nuestro planeta puede responder a condiciones similares en el futuro”, dijo OCO-2 Adjunto científico del proyecto Annmarie Eldering del JPL. “Los hallazgos del equipo implican que si el clima futuro trae más o más sequías, como lo hizo el último Niño, más dióxido de carbono puede permanecer en la atmósfera, lo que lleva a una tendencia a la Tierra más caliente."

Mientras que las tres regiones tropicales liberaron más o menos la misma cantidad de dióxido de carbono a la atmósfera, el equipo encontró que los cambios de temperatura y precipitación influenciados por el fenómeno de El Niño fueron diferentes en cada región, y el ciclo natural del carbono respondió de manera diferente. Liu combina OCO-2 datos con otros datos de satélite para entender los detalles de los procesos naturales que causan la respuesta de cada región tropical.

En América del Sur tropical oriental y sudoriental, incluida la selva tropical del Amazonas, la sequía severa estimulada por El Niño hizo el 2015, el año más seco de los últimos 30 años. Las temperaturas también fueron más altas de lo normal. Estas condiciones más secas y más calientes destacaron la vegetación y la reducción de la fotosíntesis, es decir, árboles y plantas absorben menos carbono de la atmósfera. El efecto fue aumentar la cantidad neta de carbono liberado a la atmósfera.

En contraste, la precipitación en África tropical estaba en niveles normales, basado en el análisis de precipitación que combina las mediciones por satélite y datos de calibre lluvia, pero los ecosistemas soportaron temperaturas más caliente-que-normal. Los árboles muertos y plantas descomponen más, resultando en más carbono que se libera a la atmósfera. Mientras tanto, Asia tropical tenía el segundo año más seco en los últimos 30 años. Su aumento de la liberación de carbono, principalmente de Indonesia, se debió principalmente al aumento de la población y los incendios forestales - también medidos por instrumentos de los satélites.

“Sabíamos que El Niño era un factor en estas variaciones, pero hasta ahora no entendíamos, en la escala de estas regiones, cuáles fueron los procesos más importantes,” dijo Eldering. “La cobertura geográfica de OCO-2 y la densidad de datos nos permiten estudiar cada región por separado.”

Scott Denning, profesor de ciencias atmosféricas de la Universidad Estatal de Colorado en Fort Collins y un miembro del equipo científico OCO-2 que no formaba parte de este estudio, señaló que si bien los científicos han sabido por décadas que El Niño influye en la productividad de los bosques tropicales y, por lo tanto, las contribuciones netas de los bosques a dióxido de carbono atmosférico, los investigadores han tenido muy pocas observaciones directas de los efectos.

“OCO-2 nos ha dado dos nuevas y revolucionarias formas de entender los efectos de la sequía y el calor sobre los bosques tropicales: la medición directa de dióxido de carbono en estas regiones miles de veces al día; y la detección de la tasa de fotosíntesis mediante la detección de la fluorescencia de la clorofila en los propios árboles “, dijo Denning. “Podemos utilizar estos datos para poner a prueba nuestra comprensión de si es probable que empeorar el cambio climático o no la respuesta de los bosques tropicales.”

La concentración de dióxido de carbono en la atmósfera terrestre está cambiando constantemente. Se cambia de estación a estación como las plantas crecen y mueren, con concentraciones más altas en el invierno y menores cantidades en el verano. Las concentraciones de dióxido de carbono atmosférico anuales promedio general han aumentado año tras año desde principios de 1800 - el inicio de la revolución industrial generalizado. Antes de eso, la atmósfera de la Tierra contenía naturalmente unos 595 gigatoneladas de carbono en forma de dióxido de carbono. Actualmente, ese número es de 850 gigatoneladas.

El aumento anual en los niveles de dióxido de carbono atmosférico y la magnitud del ciclo estacional se determinan por un delicado equilibrio entre la atmósfera de la Tierra, el océano y la tierra. Cada año, el océano, las plantas y los árboles absorben y liberan dióxido de carbono. La cantidad de carbono liberado a la atmósfera como resultado de las actividades humanas también cambia cada año.
 En promedio, la tierra y el mar de la Tierra eliminan aproximadamente la mitad del dióxido de carbono liberado a partir de las emisiones humanas, con el otro medio que conduce al aumento de las concentraciones atmosféricas. Mientras que los procesos naturales son responsables del intercambio de dióxido de carbono entre la atmósfera, el océano y la tierra, cada año es diferente. En algunos años, los procesos naturales eliminan tan poco como 20 por ciento de las emisiones humanas, mientras que en otros años se frotan hasta un 80 por ciento.

OCO-2, lanzado en 2014, reúne las mediciones globales de dióxido de carbono atmosférico con la resolución, precisión y cobertura necesaria para comprender cómo este importante gas de efecto invernadero - el director-conductor producido humano del cambio climático - se mueve a través del sistema de la Tierra a nivel regional escalas, y cómo cambia con el tiempo. Desde su punto de vista en el espacio, OCO-2 es capaz de hacer aproximadamente 100.000 mediciones de dióxido de carbono atmosférico cada día, en todo el mundo.

Instituciones que participan en el estudio Liu incluyen JPL; el Centro Nacional de Investigación Atmosférica en Boulder, Colorado; la Universidad de Toronto; Universidad del Estado de Colorado; Caltech en Pasadena, California; y la Universidad Estatal de Arizona en Tempe.


Créditos: NASA / JPL-Caltech

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