Científicos de la NASA se adentran en los mares para estudiar la calidad del aire

El principal contaminante que están midiendo los científicos es el dióxido de nitrógeno

Los satélites miran continuamente desde la órbita para tomar medidas de la Tierra, y la semana pasada un grupo de científicos zarpó para verificar algunos de esos puntos de datos.

El 2 de junio, el equipo de investigación SCOAPE (Experimento de contaminación atmosférica costera y oceánica por satélite), en asociación con la Oficina de Gestión de Energía Oceánica del Departamento del Interior de EE. UU., se hizo a la mar en el Golfo de México para su segunda campaña para realizar mediciones de contaminantes del aire en la superficie.

El principal contaminante que están midiendo los científicos es el dióxido de nitrógeno (NO₂₎, el compuesto que reacciona con la luz solar para producir ozono a nivel del suelo, dijo Anne Thompson, científica emérita senior de química atmosférica en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, e investigadora senior de la Universidad de Maryland, condado de Baltimore.

El Golfo de México está altamente concentrado en plataformas de perforación de petróleo y gas natural, que son fuentes de NO₂. Al tomar medidas de estas emisiones desde la superficie del mar cercano, los científicos pueden ayudar a validar las mediciones tomadas desde un punto de vista muy diferente. El buque de investigación que utilizan los científicos, Point Sur, es propiedad de la Universidad del Sur de Mississippi y está operado por el Consorcio Marino de las Universidades de Luisiana.

"Somos los ojos en la superficie para comprender qué tan bien están funcionando los ojos en el cielo", dijo Ryan Stauffer, científico investigador del laboratorio de dinámica y química atmosférica de Goddard. Stauffer es también el investigador principal del proyecto SCOAPE II.

Imagen: La plataforma petrolera de aguas profundas Petronius durante el crucero SCOAPE de mayo de 2019. El helicóptero en primer plano se utiliza como medio de transporte de personal hacia y desde la plataforma. Crédito: Ryan Stauffer (NASA/GSFC)

Para la primera iteración del proyecto en 2019, las mediciones realizadas desde barcos se compararon con los datos recopilados por el Instrumento de Monitoreo del Ozono a bordo del satélite Aura de la NASA y el Instrumento de Monitoreo Troposférico a bordo del satélite Precursor Sentinel-5 de la ESA (Agencia Espacial Europea). Ambos instrumentos vuelan en satélites en órbita polar, que pasan por todas partes del mundo una vez al día. Captan instantáneas a la misma hora todos los días, pero no pueden recoger las emisiones de NO₂ de corta duración que aparecen y desaparecen en diferentes momentos.

En 2024, el equipo de investigación está trabajando para validar las mediciones realizadas por TEMPO (el instrumento Tropospheric Emissions: Monitoring of Pollution), lanzado en un satélite comercial en abril de 2023. El instrumento TEMPO proporciona una perspectiva diferente a las mediciones de NO₂ debido a su órbita geoestacionaria: se centra únicamente en América del Norte y tiene una visión constante de la región del Golfo de México. Esto permite a los científicos cuantificar mejor las emisiones y hacer comparaciones entre todas las horas del día.

Imagen: El instrumento espectrómetro SCOAPE Pandora, que se utilizó para recopilar la calidad del aire cerca de los sitios de operación, durante la puesta de sol con una plataforma de gas de aguas poco profundas en el horizonte. Ryan Stauffer (NASA/GSFC)

Desde el espacio, los satélites recopilan mediciones de la "columna total" de aire, lo que significa que miden las concentraciones de NO₂ desde la superficie terrestre o del océano hasta la parte superior de la atmósfera. Con SCOAPE, los científicos están tomando medidas desde el barco, a unos 33 pies sobre el nivel del mar (10 metros), para centrar las mediciones en el aire que respira la gente.

Aprender más sobre cómo se comparan esas mediciones de superficie con lo que ven los satélites en la columna total puede ayudar a los científicos a descubrir cómo utilizar los datos satelitales de manera más efectiva. La medición de NO₂ desde el espacio durante las últimas dos décadas ha ayudado a los científicos a comprender cómo el compuesto afecta la calidad del aire y ha ayudado a fundamentar políticas para reducir las emisiones del contaminante.

Durante la campaña de SCOAPE de 2019, los investigadores detectaron concentraciones de metano, un importante gas de efecto invernadero, cerca de la costa del Golfo. Esta vez, los científicos buscan medir con precisión estas concentraciones también desde la superficie. Montarán el instrumento espectrómetro de imágenes Airborne Visible and InfraRed Imaging Spectrometer-3 de la NASA en un avión Dynamic Aviation B-200 para recolectar mediciones de metano sobre el Golfo, lo que agregará una capa adicional a la comprensión de las emisiones de este potente gas de efecto invernadero provenientes de las operaciones de petróleo y gas del Golfo de México.

Históricamente ha sido difícil medir el metano desde el espacio, pero los científicos están trabajando para desarrollar esas capacidades. Al igual que con el NO₂, tomar mediciones en la superficie ayuda a los científicos a comprender mejor las mediciones tomadas desde el espacio.