Evaluación de los perfiles mundiales de aerosoles
Los aerosoles son partículas diminutas suspendidas en la atmósfera terrestre que ejercen una influencia importante sobre el clima mundial. Interactúan con la radiación solar y son fundamentales para la formación de nubes. Estas minúsculas partículas proceden de diversas fuentes naturales y artificiales, como los desiertos y la industria. Su variabilidad en el origen, así como en el tiempo y el espacio, plantea un reto importante a los científicos que desean controlarlos y caracterizarlos. «Los aerosoles son, por tanto, una de las principales fuentes de incertidumbre en las proyecciones climáticas», explica Daniel Pérez Ramírez, investigador del Departamento de Física Aplicada de la Universidad de Granada y coordinador del proyecto GRASP-ACE. En el proyecto GRASP-ACE, financiado con fondos europeos, los investigadores se propusieron reducir las incertidumbres que rodean a estas partículas y, para ello, desarrollaron un código abierto capaz de combinar mediciones de aerosoles procedentes de diversos instrumentos espaciales. Esto incluye la detección y medición de distancias por luz (LIDAR), una tecnología relativamente nueva que utiliza láseres para medir objetos.
Código abierto para teledetección
La Recuperación generalizada de propiedades atmosféricas y superficiales (GRASP, por sus siglas en inglés) es un código abierto capaz de combinar distintas mediciones de teledetección sensibles a las propiedades ópticas de los aerosoles y las superficies. GRASP se ha utilizado con éxito en el pasado, pero la llegada del LIDAR espacial abre nuevas posibilidades. Esta técnica de teledetección activa puede caracterizar la atmósfera verticalmente mediante el uso de láseres pulsados y detección electrónica avanzada. Sin embargo, el LIDAR tiene limitaciones para derivar propiedades microfísicas de la atmósfera, en particular de los aerosoles.
El LIDAR de longitud de onda múltiple a única identifica las propiedades microfísicas de los aerosoles
El equipo del proyecto GRASP-ACE, llevado a cabo con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie, investigó a fondo la posibilidad de obtener las propiedades microfísicas de los aerosoles únicamente mediante mediciones LIDAR de longitudes de onda múltiple. «Descubrimos que debían aplicarse restricciones “a priori” sobre los tipos de aerosol, lo que limitaba el potencial para caracterizar completamente el aerosol de forma global —señala Pérez-Ramírez—. Además, las mediciones del LIDAR de longitud de onda múltiple son muy complejas y caras, lo que las limita para obtener conjuntos de datos amplios», añade. Por ello, el equipo de GRASP-ACE exploró el uso del LIDAR de longitud de onda única en combinación con la teledetección pasiva, como la polarimetría (una medida de la polarización de la luz solar) para las mediciones espaciales, y la fotometría solar (una medida de la luz solar) para las mediciones terrestres. «Cuando se utilizan mediciones del LIDAR en GRASP, y se combinan con otras mediciones de teledetección pasiva, es posible obtener estas propiedades microfísicas de los aerosoles resueltas verticalmente», señala Pérez Ramírez. Como el LIDAR de longitud de onda única es considerablemente más fácil y su coste mucho más barato, esto abaratará el coste de las futuras misiones espaciales de análisis de aerosoles.
Nuevas posibilidades en la medición de aerosoles
«El gran logro de nuestro proyecto es la posibilidad de combinar las mediciones del LIDAR espacial y la polarimetría para obtener propiedades de los aerosoles resueltas verticalmente, algo que hasta ahora no había sido posible —explica Pérez-Ramírez—. Especialmente importante será la posibilidad de caracterizar la distribución del tamaño de los aerosoles y sus propiedades de absorción». Tras los prometedores resultados del proyecto, se ha aprobado un nuevo proyecto financiado con fondos europeos: GRASP-SYNERGY. El objetivo será combinar la información de distintos sensores espaciales mediante el algoritmo de GRASP. La investigación servirá de apoyo a una próxima misión espacial del Sistema de Observación de la Atmósfera (AOS, por sus siglas en inglés) dirigida por la NASA en cooperación con otras agencias espaciales, prevista para 2029. El algoritmo de GRASP ofrece una forma de reducir los costes de esta misión, incorporando información del LIDAR de longitud de onda única, más barato. «La arquitectura de la misión incluye la combinación del LIDAR y la polarimetría, lo que convierte a GRASP en una pieza fundamental para la optimización y el éxito de la misión», afirma Pérez Ramírez.
Palabras clave
GRASP-ACE, aerosol, clima, nubes, tamaño, distribución, origen, sensores, LIDAR, NASA, código
