El objetivo principal de la misión SMAP es evaluar el contenido de humedad de la capa superficial del suelo y su estado (congelado o descongelado). Otra misión pionera de reconocimiento de la Agencia Espacial Europea, los satélites HydroGNSS, han supuesto un paso importante para ampliar la comprensión global de la disponibilidad de agua y el impacto del cambio climático en el ciclo hidrológico global. El satélite SWOT (Topografía de Aguas Superficiales y Océanos) permite evaluar el caudal fluvial, definido como el volumen de agua que fluye por segundo en un punto determinado del río.
Una década de monitoreo global del ciclo del agua: Misión de monitoreo activo y pasivo de la humedad del suelo de la NASA. Lanzada en 2015, la misión de monitoreo activo y pasivo de la humedad del suelo (SMAP) de la NASA proporciona más de 10 años de observaciones radiométricas globales en banda L. Las mediciones a bajas frecuencias (1,4 GHz o longitud de onda de 21 cm [8 pulgadas]) brindan información sobre el estado de la superficie terrestre en todas las condiciones climáticas, independientemente de la radiación solar. El objetivo principal de la misión SMAP es estimar el contenido de humedad de la capa superficial del suelo y su estado (congelado o descongelado), según un informe publicado en la revista Proceedings of the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE).
En la superficie terrestre, la humedad del suelo media los ciclos del agua, la energía y el carbono. Estos tres ciclos son los principales factores que determinan el clima regional y regulan el funcionamiento de los ecosistemas.
Representación artística del observatorio SMAP, que muestra el radiómetro y el radar. NASA/JPL/Caltech
El instrumento principal del satélite SMAP es el radiómetro de banda L, que recopila datos precisos sobre la temperatura de brillo superficial. El radiómetro incorpora hardware y software avanzados para detectar y suprimir la interferencia de radiofrecuencia (RFI). El radiómetro mide la polarización vertical y horizontal, así como los parámetros de Stokes tercero y cuarto (T3 y T4), de la radiación de microondas que se eleva desde la Tierra. El brazo reflector y su conjunto, que incluye un reflector desplegable de malla ligera de 6 metros (20 pies), giran a 14,6 revoluciones por minuto, creando una franja de 1.000 kilómetros (621 millas) de ancho a medida que el satélite SMAP completa una órbita heliosíncrona alrededor de la Tierra. Este enfoque permite una cobertura planetaria en dos o tres días, con repeticiones precisas cada ocho días. El radiómetro se calibra mensualmente apuntándolo a objetos de cielo profundo.
El diseño original del instrumento SMAP incluía un radar de banda L complementario que operó desde abril hasta principios de julio de 2015, adquiriendo datos de retrodispersión de radar copolarizados y cruzados con una resolución espacial de aproximadamente 1 km (0,6 mi) cada tres días sobre tierra. Esta recopilación de datos reveló la dependencia de las señales de banda L con la humedad del suelo, el contenido hídrico de la vegetación y las condiciones de congelación y descongelación. El transmisor del radar falló el 7 de julio de 2015. Poco después, en agosto de 2015, los canales del receptor del radar se reutilizaron para registrar los retornos del sistema global de navegación por satélite (GNSS), convirtiendo a SMAP en el primer dispersómetro GNSS totalmente polarimétrico en el espacio para estudios de la superficie terrestre y la criosfera.
Una década de observaciones de la humedad del suelo realizadas por el satélite SMAP ha dado lugar a numerosos avances científicos. Los datos se han utilizado para cuantificar las interrelaciones de los tres ciclos metabólicos principales (p. ej., carbono, agua y energía) en la tierra. También se han utilizado para mejorar la evaluación de sequías y la predicción de inundaciones, así como para aumentar la precisión de los modelos de predicción numérica del tiempo (PNT). Además, se utilizan para medir la cantidad de agua líquida y el espesor de las capas de hielo, así como la salinidad de la superficie del mar. Las siguientes subsecciones describen cómo se utilizan los datos de SMAP para diversos fines sociales.
Regulación observada de la fotosíntesis por la disponibilidad de agua [izquierda] y la disponibilidad de luz [derecha]. El color azul indica una limitación más pronunciada. Las tasas fotosintéticas para ambos mapas se determinaron mediante mediciones de fluorescencia inducida por el sol (FIS) (mW/m² nm sr) con el Instrumento de Monitoreo del Ozono Troposférico (TROPOMI) en la misión Copernicus Sentinel-5P de la Unión Europea. La disponibilidad de agua se determinó mediante mediciones de humedad del suelo (SM) de la misión Soil Moisture Active Passive (SMAP). La disponibilidad de luz se determinó mediante mediciones de radiación fotosintéticamente activa (PAR) con el Espectrorradiómetro de Imágenes de Resolución Moderada (MODIS) en las plataformas Terra y Aqua de la NASA. Los mapas resultantes muestran la pendiente del modelo (mW/m² / nm/sr) de la relación FIS-FIS estimada en condiciones de déficit hídrico [izquierda] y la pendiente del modelo (10⁻³ / nm/sr) de la relación FIS-PAR estimada en condiciones de déficit hídrico [derecha]. Jonard et al. (2022) en la revista Biogeosciences
El principal objetivo científico del proyecto SMAP es desarrollar puntos de referencia observacionales que demuestren la interrelación entre los ciclos del agua, la energía y el carbono en la tierra. La humedad del suelo es una variable en la rama terrestre del ciclo del agua. Vincula el ciclo del agua con el ciclo de la energía al limitar el flujo de calor latente (el cambio de energía durante el intercambio de calor cuando el agua experimenta una transición de fase, como la evaporación en la interfaz tierra-atmósfera). La humedad del suelo también vincula los ciclos del agua y el carbono, como lo demuestra la fotosíntesis de las plantas. Las observaciones globales de SMAP de los campos de humedad del suelo, combinadas con la teledetección de elementos de los ciclos de la energía y el carbono, pueden revelar cómo estos tres ciclos se vinculan en el mundo real, sirviendo como punto de referencia para los modelos meteorológicos y del sistema terrestre.
La fotosíntesis se ve frenada tanto por la escasez de agua como por la falta de suficiente radiación fotosintéticamente activa. Los mapas globales muestran cómo la humedad del suelo y la luz regulan la fotosíntesis. Estas observaciones de referencia pueden utilizarse para evaluar la relación de los modelos del sistema terrestre con los tres ciclos metabólicos principales del sistema climático.
Los productos SMAP también se utilizan ampliamente en ciencias aplicadas y sistemas de apoyo a la toma de decisiones ante desastres. Las estimaciones de humedad del suelo basadas en observaciones SMAP proporcionan información importante para la gestión de desastres relacionados con el agua, como el monitoreo de sequías agrícolas (definidas como un déficit persistente de humedad del suelo) y volúmenes de inundación (definidos como la capacidad del paisaje para absorber agua durante las precipitaciones). El proyecto SMAP crea un flujo de datos paralelo, casi en tiempo real, al que acceden diversas agencias federales y estatales en sistemas de apoyo a la toma de decisiones relacionados con el monitoreo de sequías, la seguridad alimentaria, las inundaciones en el paisaje y la capacidad de transporte.
Efecto de la adición de datos de humedad del suelo [asimilación de datos SMAP (AD) menos ausencia de AD] a una simulación de la Corriente en Chorro de Bajo Nivel de las Grandes Llanuras (GPLLJ) utilizando el Modelo Unificado de Pronóstico Meteorológico de la NASA (NU-WRF). Los resultados muestran el promedio de 75 eventos GPLLJ independientes. Los gráficos corresponden a la diferencia de la velocidad del viento con la altura (eje y) y el tiempo (horas en el eje x). Los paneles corresponden a la entrada del chorro [izquierda], el núcleo del chorro [centro] y la salida del chorro [derecha]. La asimilación de datos de humedad del suelo aumenta la intensidad de la GPLLJ simulada. El sombreado discontinuo representa un 99 % de confianza estadística. Ferguson (2020) en Monthly Weather Review.
Las mejoras en la predicción numérica del tiempo, la mayor precisión de los modelos y la menor incertidumbre en los pronósticos de los modelos climáticos, logradas mediante SMAP, se basan en el supuesto de que la energía solar contribuye a la dinámica meteorológica y climática. La humedad del suelo influye considerablemente en la distribución de la energía solar disponible entre sus componentes (p. ej., el flujo de calor sensible y el flujo de calor latente) sobre la superficie terrestre. Esta influencia se propaga a través de la capa límite atmosférica y, en última instancia, influye en el desarrollo del tiempo.
Un ejemplo son los procesos de la superficie terrestre que pueden influir en la evolución de las corrientes en chorro de bajo nivel (LLJ) sobre las Grandes Llanuras de los Estados Unidos. Estos chorros impulsan sistemas meteorológicos convectivos de mesoescala. Estudios previos han demostrado que las LLJ son sensibles a los gradientes regionales de humedad del suelo. La asimilación de los datos de humedad del suelo de SMAP mejora los pronósticos de las LLJ débilmente impulsadas sinópticamente o desacopladas en comparación con los pronósticos de las LLJ acopladas impulsadas por ciclones. Por ejemplo, un modelo de investigación y pronóstico meteorológico unificado de la NASA que incorpora 75 NLT a una resolución de 9 km (5,6 mi) con y sin asimilación de datos de humedad del suelo de SMAP [Asimilación de datos SMAP (DA) y No DA, respectivamente] muestra cómo la diferencia media de la velocidad absoluta del viento entre SMAP DA y No DA aumenta aproximadamente linealmente a lo largo de la simulación, con diferencias máximas a 850 hPa (o mb) para la entrada y el núcleo de la corriente en chorro.
El derretimiento masivo de las capas de hielo de Groenlandia y la Antártida está contribuyendo al aumento del nivel del mar, uno de los impactos negativos más graves e inmediatos del cambio climático. El ritmo de derretimiento de los últimos años ha generado alarma mundial y ha afectado a países con poblaciones costeras. La comunidad criosférica ha hecho un llamado a la acción, exigiendo el uso de todos los sistemas y modelos de observación disponibles para monitorear los patrones y ritmos del derretimiento del hielo terrestre.
El derretimiento superficial influye en la pérdida de masa del manto glaciar de diversas maneras: la salida directa de agua de deshielo de la zona de ablación de la capa de hielo de Groenlandia, cambios estructurales en la zona de infiltración de la capa de hielo de Groenlandia, cambios en la retención de agua de deshielo y los límites de salida, cambios en la estructura de las plataformas de hielo antárticas y la desestabilización de los mecanismos de apoyo a la salida de los glaciares mediante diversos procesos (p. ej., fracturación hidráulica y desprendimiento). Los modelos climáticos a largo plazo y los modelos de balance de masa se basan en representaciones precisas de los procesos de formación de nieve, firn y hielo para predecir los niveles futuros del mar.
El radiómetro de banda L del SMAP tiene una longitud de onda relativamente larga [21 cm (8 pulgadas)] en comparación con otros instrumentos de observación de la Tierra. Permite medir el contenido de agua líquida (LWC) de las capas y plataformas de hielo mediante la recepción de radiación desde las profundidades de la columna de nieve-nieve-hielo. Valores relativamente altos de LWC solo absorben parcialmente la radiación, lo que hace que la medición sea sensible a las variaciones en la abundancia de agua líquida (LWA) a lo largo de la columna. La Figura 4 muestra la abundancia acumulada de agua líquida para el período 2015-2023, calculada a partir de las mediciones del SMAP.
Figura 4. Agua líquida diaria (DLW) anual total según los datos del SMAP para el período 2015-2023. La línea negra continua en cada mapa representa los límites de la cuadrícula, y la máscara gris dentro de la capa de hielo indica dónde se ha detectado derretimiento, basándose en la disminución de la temperatura de brillo. Andreas Colliander/Instituto Meteorológico Finlandés.
El radiómetro SMAP de banda L también se utilizó para determinar el espesor del hielo marino delgado [<0,5–1 m (<1,6–3,3 pies)] tanto en el Ártico como en el Océano Antártico. Los datos de espesor de hielo delgado de la misión Humedad del Suelo y Salinidad del Océano (SMOS) de la Agencia Espacial Europea (ESA) se recalibraron para SMAP utilizando el mismo ángulo de incidencia fijo. Los datos demuestran una buena concordancia y claras ventajas del conjunto de datos combinado. Los datos de espesor de hielo delgado en la banda L complementan de forma útil los perfiles de hielo más gruesos de mayor resolución obtenidos con altímetros satelitales (p. ej., CryoSat-2 de la ESA y el Satélite de Hielo, Nubes y Elevación Terrestre–2 de la NASA).
El proyecto conjunto NASA/SAC-D (Aquarius), que funcionó de 2011 a 2015, utilizó el radiómetro y el dispersómetro de banda L para crear mapas mensuales sin precedentes de la salinidad superficial del mar global con una resolución de 150 km (93 mi). El radiómetro de banda L SMAP no solo amplió los datos de salinidad superficial del mar desde la finalización de Aquarius, sino que también incrementó la resolución espacial y la frecuencia temporal de estas mediciones gracias a su reflector de mayor tamaño y a una franja de barrido más amplia. Esta mayor resolución y repetibilidad proporciona información nueva y sin precedentes sobre los procesos de mezcla y los fenómenos de agua dulce, el seguimiento de las columnas costeras y otras características oceánicas locales.
La densidad óptica de la vegetación (DVO) en banda L, relacionada con el contenido hídrico de la vegetación, se obtuvo simultáneamente con la humedad del suelo utilizando las temperaturas de brillo de polarización dual de SMAP y se utiliza para comprender mejor la ecología global. El agua en el tejido vegetal superficial atenúa y, por lo tanto, despolariza la radiación de microondas superficial, y la DVO cuantifica este efecto. SMAP puede proporcionar observaciones globales de DVO en todas las condiciones climáticas con una frecuencia temporal de dos a tres días. Los cambios en la DVO indican la rehidratación o el crecimiento de la planta. Los ecólogos se benefician de estas nuevas observaciones del ecosistema, que complementan los índices de vegetación ópticos y de infrarrojo cercano (p. ej., el índice de área foliar [IAF]), tienen una mayor frecuencia temporal, no se ven afectados por las nubes y no se saturan tan rápidamente en vegetación densa.
Algunos ejemplos del uso de datos incluyen la interpretación de las condiciones en las que la vegetación absorbe agua del suelo solo para rehidratación (es decir, un aumento de la DVO sin cambios en el IAF) frente a las condiciones en las que las plantas crecen (es decir, un aumento tanto de la DVO como del IAF). Las aplicaciones de la DVO están en expansión, y la comunidad ambiental considera este producto como una valiosa fuente adicional de información sobre la relación entre el equilibrio hídrico del suelo y el de las plantas.
Actualmente no existe un equivalente terrestre para este método de medición. Por lo tanto, para validarlo plenamente como un nuevo método de monitoreo de la ecología global, se requieren experimentos de campo con instrumentos a bordo y equipos de muestreo terrestres.
El proyecto SMAP colaboró con el Programa de Ciencias Aplicadas de la División de Ciencias de la Tierra de la NASA (ahora conocido como Ciencias de la Tierra en Acción) y las comunidades de monitoreo y predicción de desastres para integrar los productos SMAP en sus operaciones antes y después del lanzamiento. En algunas aplicaciones operativas que requieren la continuidad de los datos a largo plazo, los datos SMAP se siguen utilizando para evaluar las condiciones actuales y para investigación y desarrollo.
Estimaciones de humedad del suelo basadas en datos SMAP para California, Nevada, Arkansas, Misisipi y Luisiana, utilizados por el Servicio Nacional de Estadísticas Agrícolas (NASS) del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) en su informe semanal del 14 al 20 de noviembre de 2022. Estos datos específicos de cada estado están disponibles en el sitio web del NASS, cuyo enlace se encuentra en el texto. NASS
Antes del lanzamiento, la misión SMAP desarrolló un programa para explorar y promover el uso aplicado y operativo de los datos SMAP en la toma de decisiones en beneficio de la sociedad. Para lograr estos objetivos, SMAP se convirtió en la primera misión de la NASA en establecer un Programa de Aplicaciones formal y un Programa de Adopción Temprana (EA), que finalmente se convirtió en un requisito obligatorio para todas las futuras misiones satelitales de observación de la Tierra de la NASA. El Programa de Adopción Temprana de SMAP aumenta el conocimiento de los productos de la misión, amplía la comunidad de usuarios, mejora la colaboración con usuarios potenciales, mejora la comprensión de las capacidades de los datos SMAP y acelera la difusión y el uso de los productos de la misión después del lanzamiento.
Varios de los logros del proyecto se lograron principalmente gracias a la colaboración activa y continua con agencias ambientales y organismos operativos que trabajan en beneficio de la nación. El Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) utiliza los datos de humedad del suelo del SMAP para estimar el rendimiento de los cultivos tanto a nivel nacional como internacional. Por ejemplo, el Servicio Nacional de Estadísticas Agrícolas (NASS) del USDA realiza una encuesta semanal sobre el estado de los cultivos, su estado y la humedad del suelo en las tierras de cultivo estadounidenses. El NASS realiza encuestas y publica datos de humedad del suelo a nivel estatal en el Informe de Progreso de Cultivos del NASS.
Los estudios tradicionales de humedad del suelo en campo son procesos de recopilación de datos extensos y laboriosos, que dependen en gran medida de las respuestas de agricultores, especialistas en extensión agrícola u otros expertos en la materia que realizan observaciones de campo. Una de las limitaciones de estas observaciones es que se basan en evaluaciones subjetivas en lugar de métricas cuantitativas, lo que puede generar inconsistencias espaciales según las respuestas de los residentes de los condados correspondientes. Además, los informes de progreso de los cultivos del NASS no incluyen información específica sobre la ubicación geográfica de las condiciones de humedad del suelo evaluadas, lo cual constituye un metadato extremadamente útil para los usuarios de datos. El NASS ha integrado el uso de las observaciones del SMAP en sus informes semanales durante la temporada de crecimiento (marzo-noviembre).
Aunque SMAP opera en el rango de frecuencia protegido de 1400 a 1427 MHz, el radiómetro ha estado expuesto a interferencias de radiofrecuencia durante toda su vida útil. Desde su lanzamiento, las mediciones de SMAP han incluido transmisores no autorizados que operan dentro de la banda de paso, así como emisiones fuera de banda de transmisores que operan cerca del espectro asignado. Los radiómetros SMOS y Aquarius lanzados anteriormente han demostrado la presencia de interferencias de radiofrecuencia globales en la banda L. Por consiguiente, el diseño de SMAP incluyó un nuevo detector digital a bordo para detectar y filtrar las interferencias de radiofrecuencia. El radiómetro genera datos científicos tanto en tiempo como en frecuencia, lo que permite el uso de diversos métodos de detección de interferencias de RF en el software de procesamiento de datos en tierra.
Los datos en órbita muestran que la detección y el filtrado de interferencias de radiofrecuencia (RFI) funcionan correctamente y mejoran la calidad de las mediciones de temperatura de brillo de SMAP. Los algoritmos son más eficaces filtrando RFI dispersas en tiempo y frecuencia, con un impacto mínimo en la temperatura delta equivalente al ruido (NEDT), una medida de la sensibilidad del radiómetro. Algunas zonas del planeta siguen siendo problemáticas, ya que una RFI muy alta y persistente provoca una pérdida significativa de datos debido a la eliminación de datos contaminados. El mapa global de la tasa de detección de RFI para enero de 2025 muestra un gran contraste entre los hemisferios oriental y occidental, así como entre los hemisferios norte y sur. Las áreas con RFI aisladas e intensas corresponden a zonas pobladas. Una tasa de detección del 100 % significa que todos los píxeles se marcan y eliminan, lo que resulta en la pérdida de datos. El análisis de la información espectral sugiere que es probable que muchas fuentes sean sistemas de radar terrestres; sin embargo, también persisten muchas fuentes de banda ancha de alto nivel y fuentes de bajo nivel no radar. En zonas de conflicto geopolítico, los datos de análisis de tiempo-frecuencia revelan la presencia de interferencias que cubren todo el ancho de banda del receptor del radiómetro.
El problema de las interferencias de radiofrecuencia se aborda con mayor profundidad mediante los canales oficiales de gestión del espectro y los informes oficiales, que incluyen las coordenadas de geolocalización de las fuentes, los niveles de interferencia, su frecuencia de ocurrencia durante el período observado e información espectral. Todo esto ayuda a los agentes de campo a identificar posibles infractores. Los informes se envían a la Oficina de Gestión del Espectro de la NASA y luego se reenvían al país de interés a través del Sistema de Informes y Resolución de Interferencias Satelital.
El conjunto de datos científicos actual de SMAP se presenta en la tabla. Los datos principales se agrupan en cuatro niveles, denominados L1-4. Los datos L1 representan la temperatura de brillo de la banda L del instrumento en Kelvin e incluyen los cuatro parámetros de Stokes (es decir, polarización horizontal y vertical, así como el tercer y cuarto parámetro de Stokes). Los datos incluyen tanto el cruce ecuatorial de las 6:00 a. m. (rango descendente) como el de las 6:00 p. m. (rango ascendente). El usuario tiene acceso a indicadores de calidad que indican las condiciones bajo las cuales las mediciones están disponibles para cada proyecto. Los datos L1B están organizados por tiempo e incluyen mediciones en las direcciones longitudinal y transversal. Los datos L1C se presentan en la cuadrícula Equal-Area Scalable Earth V2 (EASE2) con proyecciones polares y globales. Los datos L2 son datos geofísicos (es decir, humedad del suelo, VOD y clasificación binaria de congelación/descongelación en una cuadrícula terrestre fija). Los datos L2, adquiridos a lo largo de media órbita, están disponibles públicamente dentro de las 24 horas posteriores a su adquisición. Los productos L3 son resúmenes diarios e incluyen todas las medias órbitas de ese día.
Ver también... Los científicos tienen grandes esperanzas puestas en las cuevas lunares Estudio de los órganos sensoriales en condiciones de microgravedad: métodos y resultados en 2026 |
Tabla: El conjunto de productos científicos de humedad del suelo activa y pasiva está disponible a través del Centro Nacional de Datos de Nieve y Hielo, uno de los Centros de Archivo Activo Distribuido de la NASA.
| Tipo de producto | Descripción del Producto | Resolución (visualización en cuadrícula) | Tamaño del gránulo |
| SPL1BTB | Datos de geolocalización, temperatura de brillo calibrada en orden cronológico. | 36 kilómetros | Media órbita |
| SPL1CTB_E | Temperatura de brillo calibrada e interpolada por Backus-Gilbert en orden cronológico | (9 kilómetros) | Media órbita |
| SPL1CTB | Temperatura de brillo calibrada y geolocalizada en la cuadrícula Equal-Area Scalable Earth V2 (EASE2). | 36 kilómetros | Media órbita |
| SPL1CTB_E | Temperatura de brillo de Backus-Gilbert interpolada y calibrada en la cuadrícula EASE2 | (9 kilómetros) | Media órbita |
| SPL2SMP | Radiómetro óptico de profundidad de la humedad del suelo y la vegetación | 36 kilómetros | Media órbita |
| SPL2SMP_E | Humedad del suelo y densidad óptica de la vegetación medidas con un radiómetro basado en el SPL1CTB. | (9 kilómetros) | Media órbita |
| SPL2SMAP_S | Radiómetro de humedad del suelo Copernicus Sentinel-1 SMAP | 3 kilómetros | Centinela-1 |
| SPL3SMP | Datos diarios del radiómetro compuesto global de humedad del suelo y profundidad óptica de la vegetación basado en SPL1CTB | 36 kilómetros | Diario–Global |
| SPL3SMP_E | Datos diarios del radiómetro compuesto global de humedad del suelo y profundidad óptica de la vegetación basado en SPL1CTB_E | (9 kilómetros) | Diario–Global |
| SPL3FTP | Resumen diario de congelación/descongelación basado en SPL1CTB | 36 kilómetros | Diario–Global |
| SPL3FTP_E | Resumen diario de congelación/descongelación basado en SPL1CTB_E | (9 kilómetros) | Diario–Global |
| SPL4SMAU | Humedad del suelo en la capa superficial y la zona radicular | 9 kilómetros | 3 horas – Global |
| SPL4CMDL | Intercambio neto de carbono del ecosistema | 9 kilómetros | Diario–Global |
| SPL1BTB_NRT | Ubicación precisa en tiempo real, calibración cronológica de temperatura y brillo. | 36 kilómetros | Media órbita |
| SPL2SMP_NRT | Humedad del suelo medida con un radiómetro en tiempo casi real | 36 kilómetros | Media órbita |
| SMOS L2/L3 SM | Humedad del suelo y VOD en SMOS basados en algoritmos SMAP | (9 kilómetros) | Semiorbital/Diario Global |
El proyecto SMAP también produce datos L4, resultado de la asimilación de datos. Los productos L4 utilizan otras observaciones ambientales, como la precipitación, la temperatura y la humedad del aire, los flujos radiativos de la superficie terrestre e información adicional sobre el uso de la tierra y la textura del suelo, para obtener estimaciones de la humedad del suelo en la superficie (nominalmente de 0 a 5 cm [de 0 a 2 pulgadas]) y en el subsuelo (p. ej., desde la zona radicular hasta un metro). El sistema de asimilación de datos combina el modelo y las mediciones, y, por lo tanto, permite determinar el ciclo diurno de las condiciones de la superficie terrestre. El sistema de asimilación de datos también proporciona estimaciones de los flujos superficiales de carbono, energía y agua, como la evaporación, la escorrentía, la productividad primaria bruta (PPB) y la respiración. La diferencia entre la PPB y la respiración representa el intercambio neto del ecosistema, que es la fuente/sumidero neto del ciclo del carbono en la tierra.
Porcentaje de píxeles en una cuadrícula de 0,25° para enero de 2025 marcados para su eliminación mediante algoritmos de detección de RFI en modo activo y pasivo de humedad del suelo. Priscilla N. Mohammed/GSFC
La suite de productos SMAP también incluye datos de temperatura de brillo y humedad del suelo en tiempo casi real (NRT) para su uso en aplicaciones de pronóstico meteorológico operativo. NRT está diseñado para entregar los datos a los usuarios en un plazo de tres horas tras la adquisición de la medición. NRT utiliza la orientación de antena prevista de SMAP (en lugar de telemetría) y datos auxiliares predichos por el modelo (temperatura del suelo) para apoyar a los centros operativos que requieren más de tres horas de datos para actualizar los modelos de pronóstico meteorológico. SMAP cumple actualmente con los requisitos de latencia requeridos y específicos para NRT.
Otros dos proyectos de procesamiento de datos combinan datos sinérgicos con otras mediciones satelitales (coubicadas). El proyecto SPL2SMAP_S combina mediciones de radioradiancia de banda L de SMAP con mediciones de radar de apertura sintética (SAR) de banda C de la misión Sentinel-1 de Copernicus de la ESA. Los datos SAR tienen alta resolución y permiten generar estimaciones combinadas de la humedad superficial del suelo con resoluciones de 1 y 3 km (0,62 y 1,8 mi). Sin embargo, la información de alta resolución sobre la humedad del suelo solo está disponible con las mediciones combinadas de SMAP y Sentinel-1. La frecuencia de actualización de este producto es limitada y puede alcanzar los 12 días.
Los datos combinados de radiometría pasiva de banda L de SMOS-SMAP proporcionan estimaciones globales casi diarias de la humedad superficial del suelo, esenciales para modelar procesos hidrológicos rápidos como el drenaje gravitacional y el flujo de recarga. SMAP determina estos parámetros solo parcialmente, y los datos se actualizan cada dos o tres días. Este producto interpola los datos multiángulo de SMOS a un ángulo de inclinación de SMAP de 40° y utiliza todos los algoritmos de SMAP, incluyendo la corrección por la influencia de las masas de agua en la temperatura de brillo de SMAP, así como datos auxiliares para las inversiones geofísicas de la humedad del suelo y la densidad de oxígeno disuelto (VOD), lo que garantiza la consistencia. El producto de datos combinados de SMAP-SMOS podría no estar disponible diariamente en algunas regiones, como Japón, partes de China y Oriente Medio, donde la interferencia de radiofrecuencia afecta la recopilación de datos.
Aunque el radar SMAP falló poco después del lanzamiento, los datos recopilados se utilizaron para desarrollar un algoritmo activo-pasivo (AP) para SMAP, que se aplicará a los datos combinados del radiómetro SMAP y de radar de la misión de Radar de Apertura Sintética (NISAR) de la NASA y la Organización de Investigación Espacial de la India (ISRO). Esta misión de radar de apertura sintética de banda L, lanzada recientemente, está diseñada para obtener datos globales de humedad del suelo con una resolución espacial de 1 kilómetro (0,62 mi) o superior. Este producto de alta resolución podría facilitar el desarrollo de aplicaciones de datos SMAP (por ejemplo, para el monitoreo de la productividad agrícola, incendios forestales y deslizamientos de tierra).
Una próxima misión cumple algunos, pero no todos, los requisitos de medición de SMAP y las mejoras deseadas. La misión del Radiómetro de Microondas Copernicus (CIMR) de la Unión Europea es un observatorio de radiometría de microondas multicanal, que incluye un canal de banda L y otros cuatro canales de microondas, y que utiliza un reflector de rejilla de gran tamaño. Este reflector es similar al utilizado en SMAP, pero de mayor tamaño. La exitosa demostración de SMAP de antenas de rejilla giratorias, grandes y desplegables para observaciones de la Tierra resultó útil para el diseño del CIMR.
En cuanto a la capacidad de detección de interferencias de radiofrecuencia (RF), CIMR también utilizará un enfoque similar al de SMAP. En cuanto al ruido térmico del instrumento (NEDT) y la latencia de los datos, CIMR cumple o se acerca al rendimiento deseado para la próxima misión y es igual o mejor que SMAP en la mayoría de los parámetros. La resolución nativa de banda L de CIMR es de ~60 km (37 mi); sin embargo, las mediciones son coincidentes, y las mediciones de mayor resolución en esta configuración permiten la reconstrucción de la radiometría de banda L con mayor resolución que la de la banda L de CIMR. Es posible combinar las bandas L y C para obtener un producto de reconstrucción de banda L con una resolución de ~15 km (9 mi) basado en mediciones coincidentes y superpuestas. Gracias a la amplia franja de CIMR, es posible una tasa de actualización de datos de un día.
Ver también... Un nuevo método para observar átomos individuales confirma una teoría mecánica cuántica centenaria |
La misión SMAP se lanzó en 2015 y ha recopilado datos científicos durante más de 10 años. Gracias a las características únicas de sus instrumentos y a sus condiciones operativas, la radiometría global de microondas de baja frecuencia del observatorio SMAP ha generado estimaciones de la humedad superficial del suelo, la densidad óptica de la vegetación y las condiciones de congelación y descongelación que superan los resultados de estudios previos y actuales. Estos datos se utilizan ampliamente en la ciencia del sistema terrestre y también se aplican en la investigación de desastres naturales.
Las comunidades científicas y de aplicaciones del sistema terrestre utilizan activamente datos de radiometría global de banda L de alta calidad recopilados durante una década. La intensidad y diversidad del uso científico de los datos SMAP se evidencia en el número de publicaciones en revistas con revisión por pares que incluyen SMAP o Soil Moisture Active Passive en el título o resumen y que utilizan datos SMAP (p. ej., búsqueda en la base de datos www.webofscience.com). Los autores reconocen que muchas publicaciones evitan este enfoque de búsqueda. La bibliografía incluye actualmente más de 1700 registros y más de 20 000 citas, que abarcan diversos elementos de la ciencia del sistema terrestre, como la hidrología y el ciclo hidrológico regional y global, la oceanografía y las ciencias atmosféricas, la criosfera, la ecología global y las tecnologías de teledetección por microondas.
El programa OpenET, una colaboración público-privada liderada por los socios del consorcio NASA, el Servicio Geológico de Estados Unidos, la Universidad Estatal de California, Monterey Bay, el Fondo de Defensa Ambiental, el Instituto de Investigación del Desierto, Google Earth Engine y HabitatSeven, proporciona información sobre la evapotranspiración.
La evapotranspiración es el movimiento del agua del suelo a la atmósfera a través de las plantas y la evaporación directa desde la superficie terrestre. OpenET es una herramienta esencial para la gestión de los recursos hídricos, la planificación del riego, el monitoreo de sequías y la evaluación del riesgo de incendios.
La herramienta OpenET Data Explorer se lanzó inicialmente en 2021, con datos disponibles para 17 estados del oeste de EE. UU. La herramienta de Apoyo a la Gestión Agrícola y Ganadera (FARMS), lanzada a principios de 2025, ofrece una interfaz fácil de usar diseñada para agricultores y ganaderos. En el momento del lanzamiento de FARMS, los datos estaban disponibles para 27 estados. El 15 de diciembre de 2025, los datos estuvieron disponibles para 48 estados en todas las herramientas.
El mapa continental de EE. UU. incluye datos hídricos gratuitos de OpenET, que ahora cubren los 48 estados en lugar de los 27 más occidentales. La escala de colores muestra la evapotranspiración anual total (la cantidad de agua que se pierde en la atmósfera a través de la vegetación y la evaporación), desde naranja (bajo) hasta azul oscuro (alto). OpenET
Las áreas de aplicación de OpenET incluyen:
Informes sobre el uso del agua: las agencias de agua del delta central y sur de California utilizan OpenET para respaldar los informes sobre el uso del agua al estado, lo que genera un aumento en la presentación de informes por parte de los propietarios de tierras y un importante ahorro de costos para los agricultores.
Gestión del riego: desde propietarios individuales hasta grandes empresas como Gallo y Sun Pacific Farming, OpenET ayuda a los agricultores de todos los tamaños a realizar un seguimiento del uso del agua de las plantas para optimizar el riego, mantener o aumentar los rendimientos y reducir los costos.
Contabilidad y Gestión de Aguas Subterráneas: Las agencias de agua de California y Nebraska utilizan OpenET, una plataforma de código abierto para la contabilidad de aguas subterráneas desarrollada por el Fondo de Defensa Ambiental y sus socios, para ayudar a los agricultores a monitorear y gestionar sus recursos hídricos. Las agencias de Oregón y Kansas están desarrollando proyectos piloto con esta plataforma.
El 28 de noviembre de 2025 se lanzó la primera misión de reconocimiento de la Agencia Espacial Europea, el satélite HydroGNSS, lo que marcó un paso importante en la ampliación de la comprensión global de la disponibilidad de agua y el impacto del cambio climático en el ciclo global del agua.
Dos satélites HydroGNSS se pusieron en órbita a las 19:44 CET a bordo de un cohete Falcon 9 de SpaceX como parte de la misión Transporter-15 desde el Centro Espacial Vandenberg en California. Ambos satélites utilizarán la innovadora tecnología de reflectometría del Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) para, literalmente, «encontrar agua», según el servicio de prensa de la ESA.
Este proceso implica la recepción de señales de banda L procedentes de sistemas de navegación como GPS y Galileo por satélites HydroGNSS. Estos satélites de navegación transmiten señales de microondas de banda L, que se modifican al reflejarse en la superficie terrestre. Los satélites HydroGNSS compararán estas señales reflejadas con las señales que reciben directamente de los satélites GNSS para obtener información valiosa sobre las propiedades relacionadas con el ciclo del agua y mucho más.
Para lograrlo, cada satélite HydroGNSS está equipado con un receptor para construir mapas de retardo y desplazamiento Doppler. Consta de dos antenas: una antena cenital, que rastrea las señales GNSS directas, y una antena nadir, que capta las señales reflejadas y las procesa para construir mapas de retardo y desplazamiento Doppler. Mediante esta tecnología, dos pequeños satélites que orbitan la Tierra a 180 grados de distancia medirán la humedad del suelo, las condiciones de congelación y descongelación, las inundaciones y la biomasa aérea.
Satélite HydroGNSS: en busca de agua. ESA
Estos datos serán cruciales no sólo para profundizar nuestra comprensión del ciclo del agua de la Tierra, sino también para respaldar aplicaciones como la previsión de inundaciones y la planificación agrícola.
Además, al monitorear inundaciones y áreas de humedales, HydroGNSS ayudará a identificar humedales (ecosistemas importantes que pueden ser fuentes significativas de metano) a menudo ocultos bajo las copas de los árboles.
La información sobre los estados de congelación y descongelación proporcionará información sobre el equilibrio de la radiación superficial, la energía y el intercambio de carbono con la atmósfera, y el comportamiento del permafrost subterráneo en latitudes altas.
Mientras tanto, los datos sobre la biomasa aérea ayudarán a evaluar las reservas de carbono forestal y su papel en el ciclo global del carbono.
Inspirados por el espíritu del «Nuevo Espacio», los exploradores promueven la flexibilidad y la innovación, utilizando pequeños satélites inteligentes para reducir la escala de tecnologías probadas o probar nuevas y audaces formas de observar nuestro planeta. Cada misión abarca desde el concepto hasta el lanzamiento en tan solo tres años, con un modesto presupuesto de 35 millones de euros, que abarca todas las etapas: desde el diseño y la construcción hasta las operaciones orbitales.
La directora de Programas de Observación de la Tierra de la ESA, Simonetta Celi, declaró: «El lanzamiento de HydroGNSS, la primera misión Scout de la ESA, marca un hito importante para esta nueva familia de misiones de observación de la Tierra rápidas y de bajo coste, y expresamos nuestro agradecimiento al contratista principal de la misión, SSTL. El lanzamiento también marca un paso importante en el desarrollo de nuestro programa FutureEO, donde los Scouts representan un enfoque rápido, flexible, innovador y rentable, que complementa nuestras misiones Earth Explorer de mayor envergadura. Ahora esperamos con interés cómo HydroGNSS utilizará la reflectometría GNSS para proporcionar información valiosa sobre las variables hidrológicas clave que configuran el ciclo hidrológico de la Tierra».
El sistema HydroGNSS utiliza reflectometría GNSS para localizar masas de agua. ESA
El contratista principal de la ESA para la misión HydroGNSS es la empresa británica SSTL. SSTL también es responsable de las operaciones del satélite en órbita y la distribución de datos. La misión está financiada parcialmente por la Agencia Espacial del Reino Unido.
Como parte del Programa Nacional de Lanzamiento de Misiones, SpaceX también puso en órbita el siguiente lote de satélites IRIDE: Eaglet-II para Italia y dos satélites ICEYE para Grecia. Ambas misiones nacionales se desarrollaron con la participación de la ESA. IRIDE es una iniciativa nacional liderada por el gobierno italiano y coordinada por la ESA con el apoyo de la Agencia Espacial Italiana (ASI). La misión incluye constelaciones de satélites de observación de la Tierra que proporcionan datos satelitales para monitorear los movimientos de la superficie terrestre, la cobertura terrestre, los recursos hídricos, las zonas costeras y otros factores ambientales. IRIDE presta servicios a las agencias gubernamentales italianas y apoya directamente la labor del Departamento de Protección Civil del país.
Dos nuevos satélites radar de alta resolución ICEYE se han convertido en los primeros en lanzarse en el marco del programa nacional de satélites pequeños de Grecia. Este programa, que también incluirá otros tipos de satélites el próximo año, tiene como objetivo impulsar la tecnología satelital griega y sus capacidades de aplicación, fomentar la innovación y la creación de empleo, estimular el crecimiento económico y fortalecer las capacidades nacionales en gestión de desastres, vigilancia ambiental y seguridad. El Centro Espacial Helénico y el Ministerio de Gobernanza Digital de Grecia lideran el proyecto, mientras que la ESA proporciona el marco general y apoya a ICEYE en el desarrollo de ambos satélites. Ambas misiones están financiadas por el Mecanismo de Recuperación y Resiliencia de la UE.
El satélite francés SWOT de la NASA ha proporcionado una evaluación global del caudal fluvial. La NASA y la agencia espacial francesa CNES (Centro Nacional de Estudios Espaciales) han publicado la primera evaluación global de la escorrentía fluvial y los sedimentos en suspensión obtenida desde el espacio, lo que marca un nuevo hito en la comprensión de uno de los sistemas más fundamentales de la Tierra.
Este recurso, desarrollado con datos del satélite SWOT (Topografía de Aguas Superficiales y Océanos), estima el caudal fluvial (definido como el volumen de agua que fluye por segundo en un punto determinado a lo largo de un río), así como las concentraciones de sedimentos en suspensión en todos los ríos de la Tierra con un ancho superior a 50 metros (160 pies). Esta información puede ayudar a las personas a gestionar los recursos de agua dulce con mayor eficacia, pronosticar inundaciones con mayor fiabilidad y predecir con mayor precisión el rendimiento de los cultivos.
Mapa creado con datos de análisis FODA que representa las descargas fluviales estimadas a nivel mundial. Esta información tiene diversas aplicaciones, desde la gestión de recursos hídricos hasta la predicción de inundaciones. NASA/JPL/UMass
Este es solo el último logro de SWOT. Creado y gestionado conjuntamente por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el Sur de California y el CNES, en colaboración con la Agencia Espacial Canadiense (CSA) y la Agencia Espacial del Reino Unido, SWOT demostró recientemente que las características oceánicas relativamente pequeñas, como los remolinos y las olas, influyen más de lo que se creía en el movimiento de nutrientes y calor en los ecosistemas marinos.
Los datos y algoritmos que producen estas estimaciones están disponibles públicamente a través del Archivo Activo Distribuido de Oceanografía Física de la NASA, parte del Sistema de Información y Datos del Sistema de Observación de la Tierra.
Comenta en Facebook* El propietario de la empresa Meta es reconocido como extremista en Rusia y está prohibido.Ver también... Lista completa de controladores de eventos HTML/Javascript con ejemplos Lista de documentos necesarios para un sitio web en la Federación de Rusia |
