Las sondas de la NASA para el Medio Ambiente analizan el impacto del COVID-19 en nuestra atmósfera, posibles vínculos.
Los científicos están utilizando información de los satélites de observación de la Tierra de la NASA, sensores en tierra y conjuntos de datos basados en computadora para estudiar los impactos ambientales, económicos y sociales de la pandemia COVID-19. Además, la División de Ciencias de la Tierra de la agencia recientemente patrocinó nuevos proyectos para examinar cómo los cierres en respuesta a la pandemia están cambiando el medio ambiente, especialmente la atmósfera, y determinar qué fenómenos ambientales naturales, si los hay, podrían afectar la propagación de la pandemia.
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| En esta imagen nocturna del 29 de enero de 2012, la presencia humana es claramente visible cuando la estación espacial pasó sobre el Golfo de México mirando hacia el norte hacia el sureste de los Estados Unidos. Las áreas metropolitanas brillantemente iluminadas de Atlanta, Georgia, centro, y Jacksonville, Florida, abajo a la derecha, aparecen más grandes en la imagen con numerosas otras áreas urbanas que forman una red de luz interconectada en toda la región. Crédito: NASA |
"La NASA tiene un papel único que desempeñar en respuesta a esta crisis", dijo John Haynes, gerente de programas de la NASA para Aplicaciones de Salud y Calidad del Aire. "A medida que continuamos recolectando datos satelitales de observación de la Tierra a escala global, podemos ayudar a comprender los cambios globales resultantes de la pandemia, así como investigar posibles señales ambientales que pueden influir en la propagación de COVID-19".
La NASA financió recientemente dos nuevos proyectos de respuesta rápida centrados en COVID-19. Jennifer Kaiser del Instituto de Tecnología de Georgia en Atlanta y Elena Lind en el Instituto Politécnico de Virginia en Blacksburg están examinando el impacto de la pandemia en la calidad del aire relacionada con la reducción del tráfico aeroportuario. Joanna Joiner y Bryan Duncan del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, están creando mapas e imágenes que muestran cómo COVID-19 ha reducido la contaminación del aire en todo el mundo.
Tráfico aéreo en la época de COVID-19.
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| Columna de dióxido de nitrógeno troposférico, 15 de marzo a 15 de abril 2015-2019 Promedio, sudeste de EE. UU. Créditos: Estudio de visualización científica de la NASA. |
"La respuesta del mundo a la pandemia es un experimento involuntario que nos da la oportunidad de probar nuestra comprensión de varias fuentes de emisión de contaminación del aire", dijo Barry Lefer, científico del programa de la NASA para la composición troposférica.
La investigación de Kaiser analiza cómo las prohibiciones de viaje y las órdenes de cierre de COVID-19 están afectando la calidad del aire alrededor de los aeropuertos. Las condiciones actuales crean una oportunidad única para estudiar los contaminantes relacionados con el aeropuerto, especialmente el dióxido de nitrógeno y el formaldehído. Es una huella que probablemente volverá gradualmente a su forma anterior a medida que las políticas de viaje se relajen.
"La gente observa los impactos de COVID-19 y ve una mejor calidad del aire con menos tráfico", dijo Kaiser. Quizás se pregunten si así sería el futuro si confiamos más en los vehículos eléctricos de lo que lo hacemos ahora. Sin embargo, los aviones no serán eléctricos en el corto plazo, dijo Kaiser.
"Los aeropuertos suelen ser algunos de los puntos más calientes para el dióxido de nitrógeno", dijo Kaiser. El dióxido de nitrógeno se libera cuando quemamos combustible, ya sea en aviones o automóviles. Cuando se libera por primera vez a la atmósfera inferior, o la parte de la atmósfera que respiramos, el dióxido de nitrógeno reacciona con otras sustancias químicas cercanas y forma ozono. El escape del avión también forma formaldehído, que es un indicador de la formación de ozono y otra toxina del aire. Respirar ozono puede causar dolor en el pecho, tos e irritación de garganta.
Kaiser y su equipo instalaron dos sensores tanto en el Aeropuerto Internacional de Baltimore-Washington (BWI) como en el Aeropuerto Internacional Hartsfield-Jackson de Atlanta. El tráfico general de BWI se redujo en un 60 por ciento y el de Atlanta se redujo en un 70 por ciento.
Los sensores, que forman parte del Proyecto Pandora de la NASA, usan un espectrómetro para identificar los químicos en el aire. Dos instrumentos, cada uno apoyado con un trípode, se sientan en ambos aeropuertos. Sus espectrómetros utilizan longitudes de onda de luz ultravioleta y visible para detectar ozono, dióxido de nitrógeno y formaldehído a diferentes altitudes de la atmósfera.
Kaiser está comparando la información del sensor en tierra con la información satelital del Instrumento de Monitoreo TROPOsférico (TROPOMI) de la Agencia Espacial Europea (ESA), a bordo del satélite Precursor Copernicus Sentinel-5, lanzado en 2017 y administrado por la Comisión Europea en asociación con la ESA, los Estados miembros de la UE y las agencias de la UE. Ella quiere saber si estamos entendiendo los datos satelitales con precisión para estas ubicaciones al verificarlos en tierra con los sensores Pandora recién instalados.
"Queremos ayudar a nuestras partes interesadas, como los encargados de formular políticas, a mejorar su comprensión del aire que respiramos", dijo Kaiser, y cómo ese aire puede verse afectado por la contaminación de los aeropuertos.
Revelando menores emisiones de combustibles fósiles desde el espacio.
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| Columna de dióxido de nitrógeno troposférico, 15 de marzo al 15 de abril 2020 Promedio, sudeste de los EE. UU. Créditos: Estudio de visualización científica de la NASA. |
Joiner y Duncan en la NASA Goddard también están revelando niveles más bajos de dióxido de nitrógeno en el aire, pero a escala global. Ambos trabajan con datos del Instrumento de Monitoreo de Ozono (OMI) holandés-finlandés a bordo del satélite Aura de la NASA (lanzado en 2004) para ayudar a revelar cómo las políticas COVID-19 están impactando la calidad del aire. OMI es un precursor de TROPOMI. Aunque TROPOMI proporciona información de mayor resolución, OMI tiene un registro más largo.
"Estamos observando cambios en el dióxido de nitrógeno para comprender cómo están cambiando las economías", dijo Duncan. "Si la cantidad de contaminación emitida continúa creciendo con el tiempo, es probable que su economía esté en auge", dijo, pero señaló que la contaminación puede disminuir incluso cuando el uso del carbón sigue siendo el mismo debido a las mejoras en la eficiencia y la implementación de dispositivos de control de emisiones.
"Cuando comenzamos a escuchar sobre el cierre de China, comenzamos a buscar cambios en la señal de dióxido de nitrógeno", dijo Duncan. El Observatorio de la Tierra de la NASA publicó una imagen del instrumento TROPOMI a principios de marzo de 2020, que muestra una disminución dramática.
El equipo de OMI decidió hacer que más datos como este sean accesibles para los científicos, economistas y profesionales de la salud para ayudarlos a comprender cómo está cambiando la química atmosférica, cómo las economías se están reduciendo y si los bloqueos son efectivos para áreas específicas, dijo Duncan.
"Ya teníamos herramientas para hacer este tipo de monitoreo porque también monitoreamos gases, como el dióxido de azufre, relacionados con las erupciones volcánicas", dijo Joiner. Sin embargo, si bien los volcanes tienen señales muy obvias que son fáciles de ver en los datos del satélite, los impactos relacionados con COVID son más difíciles de ver.
"Para empezar, el dióxido de nitrógeno no es muy alto, por lo que los cambios son sutiles", dijo Joiner. "Necesitamos determinar si un cambio se debe al clima, como el viento, o si un cambio se debe a una disminución en el transporte".
Con fondos adicionales de la NASA, Joiner y Duncan están desarrollando diferentes formas de presentar nueva información. Reunieron una comparación de datos de este año con un promedio de datos de los cinco años anteriores. Su equipo quiere saber cuándo comienzan los cambios en el dióxido de nitrógeno en relación con diferentes acciones del gobierno. El registro de datos de OMI se remonta a 2005.
Cambio de estaciones durante COVID-19.
Ben Zaitchik, de la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, está investigando una pregunta en la mente de muchas personas: ¿disminuirán los casos de COVID-19 en el verano debido al clima?
"Aunque es probable que los casos disminuyan a medida que avanzamos en el verano, queremos saber cuánto de ese cambio se debe a las políticas de distanciamiento social y las órdenes de cierre frente a las temperaturas y la humedad más altas", dijo Kaitchik.
La investigación centrada en el COVID-19 de Zaitchik se basa en su trabajo anterior financiado por la NASA que estudia cómo se propagan las enfermedades infecciosas entéricas. Las enfermedades entéricas, como el cólera, son intestinales.
COVID-19, sin embargo, es una enfermedad respiratoria infecciosa. Aunque las enfermedades infectan a los humanos de manera diferente, ambas pueden verse afectadas por el clima. Al aplicar los datos del satélite de la Tierra a los datos de salud pública relacionados con COVID-19, Zaitchik podrá observar si hay algún enlace significativo. Por ejemplo, ¿los casos disminuyen a medida que aumenta la temperatura o la humedad?
El equipo de Zaitchik está utilizando datos sobre temperatura, precipitación y otra información sobre el clima, y el clima de un conjunto de datos de la NASA llamado MERRA-2, abreviatura de análisis retrospectivo de la era moderna para investigación y aplicaciones, versión 2. Una vez que encuentran posibles vínculos entre el clima y Casos COVID-19, los verificarán con datos satelitales de mayor resolución.
El equipo obtendrá información sobre la precipitación de la misión Global Precipitation Measurement (gestionada conjuntamente por la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón y la NASA), la temperatura del instrumento MODerate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) a bordo del sistema de observación de la Tierra Terra y los satélites Aqua y el suelo. la humedad y el ciclo del agua de la misión pasiva activa de humedad del suelo (SMAP) de la NASA.
"Tenemos el arsenal completo de observaciones de la Tierra a nuestra disposición", dijo Zaitchik. Además, Zaitchik está trabajando con el equipo detrás del Panel COVID-19 de Johns Hopkins. El panel muestra información sobre la cantidad de personas infectadas, fallecidas y recuperadas debido al virus. "Tenemos esta gran base de datos recopilada por personas de todo el mundo", dijo Zaitchik.
"En este momento, los formuladores de políticas observan tendencias mientras implementan políticas", dijo Zaitchik. "Pero hay tantas incógnitas en este momento". El tiempo entre la investigación y la discusión pública se ha acortado increíblemente, señaló. "La gente sale con un estudio e inmediatamente está en primera plana", dijo Zaitchik.
Si el equipo encuentra un vínculo entre el clima y los casos de COVID-19, influirá en cómo pensamos sobre esto en términos de una posible segunda ola de casos durante el otoño, dijo Zaitchik. "Y si no hay un enlace, aún necesitamos saber", dijo Zaitchik.
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Contacto.
Elizabeth Goldbaum
División de Ciencias de la Tierra de la NASA
Última actualización: 29 de abril de 2020, enlace publicación.
Editora: Elizabeth Goldbaum
