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Mediciones espaciales de dióxido de carbono

Concepción artística del OCO-2 , el segundo satélite exitoso de observación de CO 2 de alta precisión (mejor que 0,3%) .

Las mediciones espaciales de dióxido de carbono (CO 2 ) se utilizan para ayudar a responder preguntas sobre el ciclo del carbono de la Tierra . Existe una variedad de instrumentos activos y planificados para medir el dióxido de carbono en la atmósfera terrestre desde el espacio. La primera misión satelital diseñada para medir el CO 2 fue el Monitor Interferométrico de Gases de Efecto Invernadero (IMG) a bordo del satélite ADEOS I en 1996. Esta misión duró menos de un año. Desde entonces, han comenzado otras mediciones espaciales, incluidas las de dos satélites de alta precisión (mejor que 0,3% o 1 ppm) ( GOSAT y OCO-2 ). Los diferentes diseños de instrumentos pueden reflejar diferentes misiones principales.

Propósitos y aspectos más destacados de los hallazgos

Hay preguntas pendientes en la ciencia del ciclo del carbono que las observaciones satelitales pueden ayudar a responder. El sistema Tierra absorbe aproximadamente la mitad de todas las emisiones antropogénicas de CO 2 . [1] Sin embargo, no está claro exactamente cómo se divide esta absorción en diferentes regiones del mundo. También es incierto cómo se comportarán las diferentes regiones en términos de flujo de CO 2 bajo un clima diferente. Por ejemplo, un bosque puede aumentar la absorción de CO 2 debido a la fertilización o al efecto β, [2] o podría liberar CO 2 debido al aumento del metabolismo de los microbios a temperaturas más altas. [3] Estas preguntas son difíciles de responder con conjuntos de datos históricamente limitados espacial y temporalmente.

Aunque las observaciones satelitales de CO 2 son algo recientes, se han utilizado para diferentes propósitos, algunos de los cuales se destacan a continuación:

Desafíos

La teledetección de gases traza presenta varios desafíos. La mayoría de las técnicas se basan en la observación de la luz infrarroja reflejada en la superficie de la Tierra. Debido a que estos instrumentos utilizan espectroscopia , en cada huella de sonido se registra un espectro; esto significa que hay muchos (aproximadamente 1000 ×) más datos para transferir de los que se requerirían de solo un píxel RGB . Los cambios en el albedo de la superficie y los ángulos de visión pueden afectar las mediciones, y los satélites pueden emplear diferentes modos de visualización en diferentes ubicaciones; estos pueden tenerse en cuenta en los algoritmos utilizados para convertir mediciones sin procesar en mediciones finales. Al igual que con otros instrumentos espaciales, se deben evitar los desechos espaciales para evitar daños. [ cita necesaria ]

El vapor de agua puede diluir otros gases en el aire y así cambiar la cantidad de CO 2 en una columna sobre la superficie de la Tierra, por lo que a menudo se informan en su lugar fracciones molares de aire seco promedio de la columna (X CO 2 ). Para calcular esto, los instrumentos también pueden medir el O 2 , que se diluye de manera similar a otros gases, o los algoritmos pueden tener en cuenta la presión del agua y la superficie a partir de otras mediciones. [18] Las nubes pueden interferir con las mediciones precisas, por lo que las plataformas pueden incluir instrumentos para medir las nubes. Debido a imperfecciones de medición y errores en el ajuste de señales para obtener X CO 2 , las observaciones espaciales también pueden compararse con observaciones terrestres como las del TCCON . [19]

Lista de instrumentos

Medidas de columna parcial

Además de las mediciones totales de CO 2 en columna hasta el suelo, ha habido varias sondas de extremidades que han medido el CO 2 a través del borde de la atmósfera superior de la Tierra, e instrumentos térmicos que miden la atmósfera superior durante el día y la noche.

Misiones Conceptuales

Ha habido otras misiones conceptuales que han sido objeto de evaluaciones iniciales pero que no han sido elegidas para formar parte de sistemas de observación espaciales. Éstas incluyen:

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