Máquinas del tiempo

Los hombres del tiempo y la ciencia de la meteorología celebran este mes un acontecimiento que cambió la forma de prever el tiempo. Hace 50 años, concretamente el 1 de abril de 1960, se lanzó al espacio desde Cabo Cañaveral (Florida, EEUU) el primer satélite meteorológico, el TIROS-1 (Television Infrared Observation Satellite, o Satélite de Observación Infrarroja por Televisión), con el objetivo de fotografiar la cobertura de nubes de la Tierra. La primera imagen que tomó, algo borrosa, mostraba nubes finas sobre EEUU, pero unos días más tarde ya permitió identificar un tifón situado a 1.500 kilómetros al este de Australia, y alertar consecuentemente a su población. Fue la primera previsión meteorológica basada en una imagen de satélite, un salto cualitativo que cambió para siempre la forma de pronosticar el tiempo.

TIROS-1 trabajó durante 78 días, hasta que un fallo eléctrico lo inutilizó el 15 de junio de 1960. En cualquier caso, sus dos cámaras fotográficas y de vídeo captaron 23.000 imágenes de la Tierra, un proceso que continuó adelante con nueve satélites más, pertenecientes todos a la saga TIROS, que la NASA lanzó durante la década de los sesenta. Todos ellos eran satélites polares, ubicados a 700 kilómetros de altura y que orbitaban alrededor de la Tierra pasando por los polos. De esta forma, obtenían imágenes de todo el planeta, pero sólo registraban una o dos instantáneas de un punto determinado en un día completo, lo que resultaba insuficiente para la predicción meteorológica.

El TIROS-1 ofreció la primera previsión desde el espacio al alertar de un tifón

Para solventar este inconveniente se ideó el uso de la órbita geoestacionaria, cuyo proponente más entusiasta fue el autor británico de ciencia ficción Arthur C. Clarke. Los satélites situados en esta órbita vuelan a 35.800 km sobre la línea del ecuador y mantienen estacionaria su posición respecto a la Tierra, viendo siempre la misma cara del planeta, un 42% de su superficie. Esta revolución en el mundo de los satélites meteorológicos se materializó el 7 de diciembre de 1966, cuando la NASA lanzó el primer satélite geoestacionario, el ATS-1, que obtenía una imagen completa del disco terrestre cada 30 minutos.

La principal limitación de los satélites geoestacionarios es que no observan correctamente los polos, que quedan ocultos a sus sensores, por lo que los satélites polares suplen esta función. Otra diferencia entre ambos es la calidad y resolución de las imágenes que proporcionan, que es mayor en los polares debido a su cercanía a la Tierra. Hoy se emplean ambos tipos de sondas. Ejemplos de satélites geoestacionarios son el Meteosat europeo, el GOES de EEUU, el MTSAT de Japón, el Fengyun-2 de China, el GOMS de Rusia o el KALPANA de India. Entre los polares se cuentan los NOAA y QuikSKAT de EEUU, el METEOR de Rusia y el Fengyun-1 de China.

Las sondas polares y las geoestacionarias se complementan en sus funciones

El Meteosat, de la Agencia Europea del Espacio (ESA), se ha convertido ya en un clásico de los espacios de El tiempo y de los meteorólogos en Europa. La generación Meteosat ha estado 20 años navegando alrededor de la Tierra, desde el Meteosat-1 lanzado en 1977, hasta el Meteosat-7 en 1997. En agosto de 2002 comenzó una nueva saga de satélites con el MSG (Meteosat de Segunda Generación), que incorporaba importantes avances tecnológicos. La frecuencia de obtención de las imágenes pasó de 30 minutos a 15, pero la novedad tecnológica más importante está en los sensores del MSG que permiten obtener hasta doce imágenes distintas por las tres del antiguo Meteosat. De ellas, tres pertenecen al canal visible, es decir, ven lo mismo que verían nuestros propios ojos desde el espacio. Estas imágenes se utilizan para identificar las nieblas y la nieve, aprovechando la alta resolución de hasta un kilómetro cuadrado por cada píxel, por los 2,5 km2 ofrecidos anteriormente.

El MSG ofrece además cinco tipos de imágenes infrarrojas con una resolución de tres km2 por cada píxel, frente a los cinco km2 anteriores. Las imágenes infrarrojas sirven para identificar el tipo, la composición y la temperatura de las nubes y de las nieblas, así como para ubicar los incendios forestales o los aerosoles. También existen dos canales de vapor de agua que permiten saber la cantidad de humedad en una columna de aire por encima de un punto determinado de la superficie. Por último, dos canales más, que no se aplican directamente a la meteorología, dan la posibilidad de observar las concentraciones de ozono en la baja estratosfera y la absorción de dióxido de carbono (CO2). Además, el MSG incorpora el radiómetro GERB, que proporciona información sobre la radiación solar reflejada por la Tierra y la radiación infrarroja emitida por el conjunto Tierra-atmósfera.

Las observaciones que obtiene la red de satélites meteorológicos, más los datos obtenidos por las estaciones de tierra, son la información a partir de la cual los modelos de previsión calculan el movimiento futuro de la atmósfera. A partir de aquí se desarrollan las previsiones meteorológicas que nos permiten saber, por ejemplo, si lloverá o no en nuestra localidad al día siguiente.

EEUU y Europa disponen de sendas redes de satélites que vigilan el clima

Hoy los satélites de observación de la Tierra prestan funciones que van mucho más allá de la predicción meteorológica, convirtiéndose en monitores del clima, algo que ha adquirido una especial importancia por el calentamiento global. El Sistema de Observación de la Tierra (Earth Observing System) de EEUU está formado por seis satélites polares que realizan observaciones globales de la superficie de la Tierra, de la biosfera, de la atmósfera y de los océanos. El buque insignia es Terra, que desde 1999 investiga la relación entre tierra, océano y hielo. Por su parte, Aqua estudia el ciclo del agua y los cambios asociados al calentamiento global; Aura analiza el ozono y la calidad del aire, mientras que CloudSat investiga la relación entre las nubes y el clima.

Europa cuenta con su propio programa, el Planeta Vivo de la ESA, que pretende analizar y comprender el funcionamiento de la Tierra y cuál es el impacto de las actividades humanas en este proceso natural. El vigilante del hielo Cryosat debía ser el primero de los seis satélites del programa en lanzarse al espacio, pero se destruyó en octubre de 2005 al producirse un fallo en el lanzador. La primera misión correspondió al satélite GOCE, lanzado a principios de marzo de 2009 y que estudia los campos gravitatorios. La segunda fue SMOS, lanzada en noviembre de ese mismo año y que analiza la humedad en el suelo y la salinidad de los océanos para estudiar las corrientes oceánicas.

El pasado jueves, la ESA consiguió por fin lanzar con éxito el Cryosat-2 desde la base de Baikonur (Kazajistán). Este satélite polar se situará a 700 kilómetros sobre la Tierra. Gracias a su altímetro radar en microondas, que obtendrá datos con precisión de centímetros, observará las grandes masas de hielo del globo, tanto las que flotan sobre el mar como las que se sitúan sobre continentes, con el fin de detectar y cuantificar sus cambios.

El Cryosat-2 vigilará en especial el océano Glacial Ártico, que ha mostrado una reducción en la extensión y el espesor del hielo durante las últimas décadas hasta llegar a mínimos históricos. Además estará muy pendiente del hielo de Groenlandia y de la Antártida, una superficie de 28 millones de km2. En estos dos casos, la masa de hielo se deposita sobre tierra firme, lo que implica que, en caso de deshacerse, el agua resultante provocaría un incremento del nivel del mar de hasta 1,4 metros para el año 2100, según el Comité Científico de Investigación Antártica.