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I.E.S. Leonardo Da Vinci Avda. Guadarrama, nº42 - 28220 Majadahonda -MadridTel.: 91 638 74 23 - Fax: 91 638 75 13 e-mail: iesleonardodavinci@iesleonardodavinci.es web: http://www.iesleonardodavinci.es/
Tutor: Raúl Baños raul_banos@hotmail.com
Miembros del equipo (4º de E.S.O.): José Manuel Polo Victoria Solé Carlos Martínez-Abarca Juan Carlos Martínez
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ABSTRACT En este dossier pretendemos dar a conocer la importancia que tiene la aplicación de los medios espaciales en lo referente al cuidado del medio ambiente y, en concreto, las cada vez más numerosas aplicaciones que se dan a los satélites artificiales en este sentido, tratando de describir esta tecnología desde un punto de vista acorde con nuestro nivel.
INDICE: 1.- Impacto ambiental de la actividad humana. 2.- Historia y aplicaciones. Partes funcionales 3.- El espectro electromagnético. 4.- Teledetección. 5.- Control de recursos hídricos. 6.- Control de recursos forestales y agrícolas. Incendios. 7.- Prospección geológica. Buscando recursos energéticos. 8.- Control de los océanos. Vertidos. Medición de la temperatura del agua del mar. 9.- Medición de gases de efecto invernadero y del ozono. 10.- Bibliografía.
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1. Impacto ambiental de la actividad humana El hombre siempre ha transformado su entorno según sus necesidades. Pero el incremento de la población de los últimos años ha alterado radicalmente la superficie de cientos de lugares del planeta. Cambios que se pueden observar: Costas sobreexplotadas: las regiones costeras componen el 20% del terreno habitable, sin embargo, están agrupan al 50% de la población mundial y proporcionan gran cantidad de recursos económicos, por lo que las costas están superpobladas y sobreexplotadas. Costa de Honduras
Una deforestación incontrolada: hace unos 8.000 años, los bosques ocupaban un 50% de la superficie del planeta. Actualmente ocupan solo un 28%. Entre los años 1990 y 2000 se talaban 94.000 km2 por año. El crecimiento de las ciudades: actualmente, el 48% de la población habita en ciudades, y es que 60 millones de personas se añaden cada año a las ciudades en imparable crecimiento. El consumo de agua: en los últimos cien años, la población se ha triplicado y el consumo de agua por habitante se ha multiplicado por seis. Como consecuencia, se sobreexplotan las reservas y son insuficientes.
Mar Aral 1973-2002
La producción de CO2: en 2004 se liberaron a la atmósfera 26.000 millones de toneladas de CO2 por la quema de combustibles fósiles, alrededor de 4 toneladas por persona. Esto no incluye el producido por animales o plantas. Desde el comienzo de la industrialización, el nivel de este ____________________________________________________________________________________ 3 I.E.S. Leonardo Da Vinci –Majadahonda-
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gas a aumentado un 38%, aumentando el cambio efecto invernadero y contribuyendo al calentamiento global.
Todas estas alteraciones estan bajo seguimiento y estudio mediante las técnicas más avanzadas, entre ellas, el uso de satélites. 2. HISTORIA. APLICACIONES. PARTES FUNCIONALES Los satélites artificiales aparecieron durante la Guerra Fría ,entre los Estados Unidos y la Unión Soviética, con motivo de la carrera espacial en la que el objetivo de ambos países era llegar a la Luna y a su vez lanzar un satélite a la orbita espacial. La era espacial comenzó en 1946, con las mediciones atmosféricas gracias a los misiles V2 capturados a los alemanes. EL 4 de Octubre de 1957 la Unión Soviética lanzó el primer satélite artificial al espacio: el Sputnik, desde el cosmódromo de Baiknour. No llegó hasta 1960 la primera puesta en orbita de un satélite de comunicaciones. Este fue el Echo I, aunque simplemente funcionaba como un reflector, era un satélite pasivo. En 1962 se produjo el lanzamiento del primer satélite de comunicaciones activo, el Telstar I, que estableció el primer enlace televisivo internacional.
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La SSN o Red de Vigilancia Espacial lleva rastreando objetos espaciales desde 1957, tras la puesta en órbita del Sputnik I. Desde entonces se han registrado más de 26.000 objetos orbitando alrededor del planeta. Aproximadamente el 7% de los objetos espaciales están en funcionamiento (unos 560 satélites) mientras que el resto son chatarra espacial. Aplicaciones Según las aplicaciones que realicen pueden ser: de investigación científica, meteorológicos, de comunicaciones, de navegación, de observación de la Tierra, y militares. 1.-Los satélites de investigación científica: generalmente diseñados para realizar tres tipos de misiones: (1) Reunir información sobre la composición y efectos de la zona en la que el espacio se encuentra muy cercano a la Tierra. Que pueden ser colocados en cualquier órbita, dependiendo del tipo de medidas que van a hacer. (2) Guardan los cambios en el registro de los satélites de la Tierra y de la atmósfera terrestre. Muchos de ellos viajan en síncronas solares, las órbitas polares. (3)Observan planetas, estrellas y otros objetos distantes. La mayoría de estos satélites operan en órbitas de baja altitud. La investigación científica también coloca en órbita satélites en otros planetas, la luna y el sol. 2.-Los satélites meteorológicos ayudan a los científicos a estudiar los patrones climáticos y la previsión del tiempo. Estos satélites observan las condiciones atmosféricas en grandes áreas.
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Sus instrumentos miden la cobertura de las nubes, la temperatura, la presión del aire, la precipitación, y la composición química de la atmósfera La red de satélites meteorológicos también funciona como un sistema de búsqueda y salvamento, equipados para detectar señales de angustia de aviones y barcos comerciales, y muchos otros privados. 3.-Los satélites de comunicaciones y navegación: los primeros sirven como estaciones transmisoras, recibiendo señales de radio desde un lugar y transmitiéndolas a otro, los segundos sirven como sistemas de posicionamiento global (GPS) para personas, todo tipo de vehículos y mercancías. 4.-Los satélites de observación de la Tierra se utilizan para localizar y controlar los recursos de nuestro planeta y los cambios químicos de los ciclos de vida. Estos son el tipo de satélites sobre los que centraremos nuestro trabajo de investigación. 5.-Los satélites militares incluyen satélites meteorológicos, de comunicaciones, de navegación y de observación de la Tierra utilizados para fines militares. Partes funcionales El sistema espacial se compone de: -Segmento de tierra: Controla el satélite desde la Tierra y se divide en -Estaciones de tierra: Lo componen todos los tipos de receptores que recibirán la señal. -Centro de control de misión: Controlan al satélite desde la Tierra -Segmento espacial: es lo que se utiliza para lanzar el satélite al espacio y para realizar su función: -Sistema de lanzamiento: es lo que se utiliza para colocar el satélite en el espacio. Esta compuesto por el centro de lanzamiento y el vehiculo lanzador. ____________________________________________________________________________________ 6 I.E.S. Leonardo Da Vinci –Majadahonda-
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-Vehículo espacial: formado por la carga útil, recibe, amplifica y retransmite las señales con información útil (observación, comunicación…) y la plataforma que incluye todas las estructuras y mecanismos, determina y controla la altitud, se encarga del control térmico, de la propulsión, de la telemedida y el telecomando, de la gestión de datos y la potencia. 3. ESPECTRO Se llama espectro electromagnético a la distribución energética del conjunto de las ondas electromagnéticas según sea su frecuencia. Una onda electromagnética es la resultante de la combinación de campos eléctricos y magnéticos en una fluctuación que se propaga en el tiempo y rectilíneamente en el espacio a la velocidad de la luz (300.000 km/s aproximadamente). La luz visible es solo una pequeñísima porción de la radiación electromagnética que existe y que podemos sintetizar en el siguiente gráfico: En un objeto se llama espectro electromagnético a la radiación electromagnéti-
ca que absorbe una sustancia o bien a la que emite al estar a una determinada temperatura o como resultado de reflejar la radiación incidente.
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Cada sustancia tiene una huella espectral determinada a una temperatura, propiedad que se aprovecha en espectroscopia para identificar los componentes de un objetos sin más que examinar al luz que emiten o absorben. Esto, como veremos, será muy importante en teledetección. En las ondas de mayor fecuencia la longitud de onda es corta y en las de menor frecuencia la longitud es larga. Los tipos de onda de menor a mayor frecuencia son: - Radiofrecuencia: ondas de radio de poca frecuencia cuyo ejemplo más común son las ondas de radio AM y FM. -Microondas: Son utilizadas en los radares y su uso doméstico radica en su propiedad de calentar el agua de los alimentos. -Ondas infrarrojas: son producidas por cuerpos que generan calor. Las señales infrarrojas son utilizadas por algunos tipos de comunicaciones. En la astronomía sirven para detectar estrellas y otros cuerpos. Tambien como guía de armas y controles remotos de televisión. -Espectro visible: es lo que llamamos luz. Es un tipo de radiación electromagnética que nuestros ojos pueden ver. Su color va desde el violeta al rojo. -Rayos ultravioleta: el Sol es una importante fuente emisora de esta frecuencia, que causa cáncer de piel en exposiciones prolongadas. Sus aplicaciones son en el campo de la medicina. -Rayos X: son una radiación electromagnética invisible de alta frecuencia capaz de atravesar cuerpos opacos e impresionarlos en películas fotográficas. Suele usarse en la medicina. -Rayos Gamma: es un tipo de radiación electromagnética de muy alta frecuencia, producida normalmente por elementos radiactivos. Este tipo de radiación tan fuerte que es capaz de penetrar la materia profundamente. Su alta energía puede causar graves daños al núcleo de las células, por lo que se utilizan para esterilizar equipos médicos y alimentos.
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4. TELEDETECCIÓN Es la técnica que se basa en la obtención de imágenes de la superficie terrestre mediante sensores instalados en satélites artificiales. Gracias a la teledetección, se pueden obtener una gran cantidad de imágenes de amplias zonas de nuestro planeta. Al principio, el objetivo de la teledetección era militar, pero se han ido dando mas fines como el meteorológico, geológico y para la observación de los recursos naturales. Todo sistema de teledetección tiene los siguientes componentes: - Sensores: El sensor es cámara que capta imágenes de la superficie terrestre, y las envía a los centros de recepción. Hay dos tipos de sensores: Sensores de barrido multiespectral: Es el mecanismo de teledetección más habitual. Lo que hace es recoger todo tipo de radiaciones, ya sean visibles o invisibles, reflejadas por las diferentes cubiertas del suelo.
Sensores de microondas: •
Sensores de microondas pasivos: radiómetros microondas: Su misión es captar las radiaciones microondas emitidas por la superficie terrestre.
•
Sensores microondas activos: el radar: El sistema de este tipo de sensores se basa en que los radares emiten unas microon-
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das y cuando vuelve al sensor valoran su señal de retorno y el tiempo que tarda en volver. Los sensores radar realizan imágenes en diferentes tonos de gris, que más tarde se podrán colorear. Sensores lídar: Su funcionamiento se basa en que el sensor emite un pulso de láser, que choca contra los contaminantes, y vuelve de nuevo al sensor. Se emplea principalmente para la detección de contaminación del aire. - Centro de recepción: La imagen captada por los sensores es enviada a la tierra en forma de una información digital que se recoge por una antena. En el centro de información se estudia y corrige esta información. Cuando ya están listas, entra en juego el sistema de distribución. - Sistema de distribución: A partir de éste, los usuarios tienen acceso a la información suministrada desde el centro de recepción. En los sistemas de teledetección, los satélites que llevan los sensores pueden moverse por dos tipos de órbitas: Órbita geoestacionaria: En esta órbita, el movimiento del satélite es el mismo que el de la rotación de la tierra, por lo que siempre observan la misma zona. Sin embargo, al estar tan lejos, abarcan áreas muy amplias. Órbita polar: En este tipo, los satélites hacen una órbita circular, y se pueden observar diferentes áreas de la superficie terrestre. Aunque el área barrida en cada imagen es mucho menor, la resolución es mucho mejor. Las imágenes obtenidas por los sensores de los satélites dependerán de: -
Características de las imágenes digitales: Estas imágenes están divididas en píxeles de diferentes niveles de gris.
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Resolución del sensor: Es la medida de capacidad que tiene un sensor para captar los detalles. Hay varios tipos de resolución. •
Resolución espacial: Viene determinada por el tamaño del píxel, por lo tanto, esta resolución es variable.
•
Resolución temporal: Es la frecuencia con la que se actualizan los datos obtenidos por el sensor. Generalmente, los satélites meteorológicos tienen mayor resolución temporal que los que se utilizan para estudio medioambientales generales.
•
Resolución radiométrica: Es la capacidad para diferenciar las variaciones de intensidad de la radiación que emiten los objetos. Se mide por la cantidad de tonos grises que tiene una imagen. A cada tono de gris le corresponde un píxel y un valor numérico. Al píxel negro le corresponde el valor 0, y al blanco, el 63.
•
Resolución espectral: La mayoría de los satélites tienen sensores que trabajan en más de una sola banda del espectro electromagnético.
5. Control de recursos hídricos. Buscando agua. A parte de para otras muchas utilidades, los satélites sirven para la búsqueda de recursos hídricos, la medición de salinidad de los océanos, y la humedad del suelo. Esto se realiza gracias a un sistema de satélites que orbitan a unos 800 km alrededor de la Tierra. Estos satélites captan la radiación emitida por la Tierra a través de sen____________________________________________________________________________________ 11 I.E.S. Leonardo Da Vinci –Majadahonda-
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sores espectrométricos de los que antes se ha hablado. Gracias a estos datos, se obtiene una imagen, habitualmente en falso color con una banda para cada una de estas regiones del espectro. Gracias a esta técnica podemos encontrar aguas subterráneas y ríos bajo el hielo de forma más rápida y gastando menos energía. Al poder encontrar aguas subterráneas, por ejemplo, en países tercermundistas, se podrá minorizar la falta de agua en esos países y poder abastecer a gran parte de la población. Por medio de los satélites y la medición de la radiación, a parte de encontrar las cuencas, se pue-
Humedad en el suelo de España
de precisar los mejores sitios para perforar, que es muy importante.
En cuanto la búsqueda de ríos bajo el hielo, se han podido encontrar lagos y ríos subglaciares en la Antártica, y, ahora, están investigando la forma de perforar y llegar a estos lagos en donde se piensa que puede existir un tipo de vida antigua. Gracias a la medición de los satélites, se pueden realizar mapas de los niveles de sal de los océanos y la humedad del suelo, y, con estos datos se podrá mejorar la predicciones meteorológicas. Esta novedosa forma de medición aportaría importantes aplicaciones en el sector agrícola y en la prevención de riesgos hidrológicos: -Sector agrícola: actualmente, el sector de la agricultura se basa en la intuición y la experiencia para saber cuando efectuar los riegos para las cosechas, pero gracias a este sistema, el agricultor sabría cuando realizar los riegos y las cantidades de agua que debe aportar en cada riego.
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-Prevención de riesgos hidrológicos: el problema de las inundaciones podría ser parado en gran manera, al tener conocimientos de las cantidades exactas de agua recogidas en el suelo.
También se pueden obtener mapas a partir de sistemas de teledetección activos, es decir, las ondas electromagnéticas “eco” captadas por los radares. Las imágenes que proporcionan los satélites son parecidas a fotografías, pero no se interpretan igual. Al interpretar estas imágenes de radar, nos muestran:
Las corrientes marinas.
Cuanto miden las olas del mar.
Las imágenes de los satélites son muy útiles para los rompehielos que navegan por los hielos del Ártico y del Antártico. Estos barcos utilizan estas imágenes para ver cuales son las rutas óptimas.
Ver las mareas negras antes de que lleguen a la costa.
Gracias a todas estas interpretaciones de los mapas conseguidos por los satélites, conseguimos una gran mejora para el medio ambiente y para la sociedad. 6. CONTROL DE RECURSOS FORESTALES Y AGRÍCOLAS El análisis de la vegetación se realiza por medio de imágenes que muestran el crecimiento del cultivo desde la siembra a la cosecha, todo tipo de cambios según avanzan las estaciones y toda clase de anormalidades como la compresión del suelo, la existencia de malas hierbas en el terreno, la insuficiencia de riego… Las imágenes actúan como un indicador temprano del rendimiento, lo que facilita algunas decisiones a la hora de asignar recursos y tomar decisiones de marketing. ____________________________________________________________________________________ 13 I.E.S. Leonardo Da Vinci –Majadahonda-
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Pero para obtener todos los beneficios se debe entender y tener la capacidad de interpretar la imagen. Hay un gran número de instrumentos de realce que pueden ayudar a la hora de interpretar una imagen con un uso específico. Las técnicas usadas dependerán de los fines del usuario final asi como del tipo de datos de detección a distancia. Estas técnicas incluyen: Detección del cambio- se basa en la comparación de una imagen con otra tomada anteriormente en la misma zona. Con ello se puede ver los cambios que ha sufrido la zona Clasificaciones — los pixeles se agrupan en clases y a cada clase se le da un color único, así se producen imágenes de campos con numerosos niveles de color de 8-15 que corresponden a área vegetal o masa de plantas. Índices de vegetación —el contraste espectral puede usarse para identificar la presencia de vegetación verde y evaluar algunas de sus características. Respuesta de la vegetación al riego - elabora imágenes sobre como ha raccionado la vegetación al riego (si se ha usado demasiada agua, demasiada poca…)
En cuanto al control de recursos forestales las exigencias actuales básicas corresponden a tres grupos de parámetros forestales: clasificación de la vegetación; variaciones en la cobertura vegetal; y características físicas del terreno. -Cartografía de la vegetación: La cartografía de la vegetación se basa en datos de alta resolución mediante la que se tiene, por ejemplo, una alta precisión para distinguir claros de bosques. Detección y medición de las variaciones Un área de especial interés la constituyen la detección y la medición de las transformaciones de un tipo de cubierta forestal en otro. La exactitud de la ____________________________________________________________________________________ 14 I.E.S. Leonardo Da Vinci –Majadahonda-
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medición de las variaciones depende de 2 factores: la resolución del terreno y de la discriminación espectral de las formas. Todo ello puede levar a predicciones de tendencias espaciotemporales tan importantes en estudios de impactos ambientales. En lo referente a incendios forestales sabemos que al menos el 80% son debidos a causas naturales así que debemos plantearnos la posibilidad de anticiparse a estas causas conociéndolas. Damos cuenta de, por ejemplo, la conveniencia del cuidado de los bosques para evitar el excesivo crecimiento de la maleza, de crear zonas de pastos en medio de áreas boscosas, etc. En nuestro país existen los satélites NOAA que controlan la situación de la vegetación hasta cuatro veces al día. En las imágenes que obtenemos de estos satélites se puede medir la cantidad de biomasa existente en cada kilómetro cuadrado y el estado de humedad de la vegetación. Con estos datos se elaboran diariamente dos mapas mediante ordenador en los que se observan las posibles variaciones de la vegetación, lo que permite conocer datos como cuál zona esta más seca o en cual decae más rápido su vitalidad con lo que obtenemos un mapa de las zonas más propensas a incendiarse si lo combinamos con los datos del tipo de vegetación la altitud… Con respecto al conocimiento de la situación meteorológica, hay una serie de estudios que nos indican que en el 99% de los casos
Recientes incendios en Australia. Vista satélite
de incendios hay dos tipos de situación atmosférica. La primera es una zona de borrasca originada por el intenso calentamiento solar a nivel del suelo e inmersa en un anticiclón. La se____________________________________________________________________________________ 15 I.E.S. Leonardo Da Vinci –Majadahonda-
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gunda corresponde a una zona de baja presión en superficie con unn frente frío asociado. Ambas situaciones tienen en común que generan fuertes corrientes ascendentes de aire que actúan como chimenea. Estas situaciones favorecen el desarrollo del fuego por la sequedad que produce en el ambiente y los fuertes vientos que las preceden. La visualización de estas imágenes en tiempo real (ya sea en el canal visible o infrarrojo) puede ser de gran utilidad para orientar las tareas de extinción y tener una primera cuantificación de la magnitud de lo que está sucediendo. En conclusión, disponer de la información de satélites NOAA es muy útil ya que nos permite prepararnos ante un incendio conociendo de antemano la zona en la que se va a desarrollar, e incluso a evitarlo mediante acciones preventivas en aquellas zonas con más probabilidad de ser incendiada. 7. Prospección geológica. La prospección geológica, sirve, entre otros para buscar recursos energéticos fósiles. Los geólogos buscan una cuenca sedimentaria con esquistos (un grupo de rocas metamórficas) con abundante materia orgánica. Éstos deben llevar el suficiente tiempo enterrados para que se haya formado el petróleo,gas o carbón. El método más rentable de exploración del que disponen los geólogos actualmente son las imágenes que toman los satélites. En una fotografía a color, el color de las rocas que salen en ésta, revela su composición; la creta y la caliza son blancas, los granitos por lo general son pálidos y los basaltos son negros. Cada tipo de roca tiene su “huella dactilar” que la distingue cuando se observa bajo una longitud de onda infrarroja. Esto puede determinar, entre otros, qué rocas contienen Manganeso y Cromo. Por otro lado, las imágenes satélite revelan fallas en las roca, que pueden no ser perceptibles sobre el terrero. Gracias a esto, se elabora un mapa de accidentes geológicos, con el que es posible determinar dónde es probable que ____________________________________________________________________________________ 16 I.E.S. Leonardo Da Vinci –Majadahonda-
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haya vetas de minerales o depósitos de petróleo.
8. Control de océanos. Una de las misiones fundamentales de los satélites medioambientales es el control de los océanos; dado que ¾ partes del planeta están cubiertas por el agua parece vital su vigilancia si queremos averiguar el “estado de salud” de nuestro planeta. Mediante el análisis del rebote de las ondas de radar enviadas por el satélite hacia la superficie de la Tierra se pueden deducir, entre otros, los siguientes aspectos: Medición del nivel del mar: mediante un mapa cuya función es tomar medidas precisas de los océanos y crear modelos de referencia del nivel del mar, llamado mapa gravitatorio, podremos obtener la altura exacta del nivel del mar, con un margen de error muy reducido. Gracias a esto, se puede mejorar el conocimiento de los cambios globales y regionales de los niveles del mar, obteniendo así una previsión mas acertada de las condiciones meteorológicas y la salud de los océanos.
Control de vertidos. Un vertido, independientemente de su tamaño, puede afectar negativamente a los animales cercanos al mar, aves peces, mamíferos, etc. Gracias a la detección de los vertidos de hidrocarburos, se toman decisiones con el fin de reducir el impacto de la contaminación y también la localización de posibles infractores. Mediante las imágenes de un radar de apertura sintetica (radar, que realiza varias pasadas sobre la zona a estudiar, efectuando una foto en cada ocasión y que posteriormente, combina para obtener una imagen única de la zona estudiada) se determina la ____________________________________________________________________________________ 17 I.E.S. Leonardo Da Vinci –Majadahonda-
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rugosidad de la superficie marina. Una superficie lisa no producirá casi retorno mientras que una superficie rugosa causara un rebote significativo. La presencia de hidrocarburos provoca una formación de capas, que modifican la viscosidad y amortiguan este tipo de ondas, disminuyendo así la rugosidad. Debido a esto, los hidrocarburos aparecen en las imágenes radar como zonas oscuras que contrastan con un fondo más brillante.
La medición de la temperatura de los océanos se hace mediante satélites de orbita polar NOAA que lleva un sensor de muy alta resolución. Este sensor mide desde el espectro a la infrarroja térmica. La principal función de este sensor es la determinación de la temperatura de la superficie del mar (TSM). El significado exacto de "superficie" dependerá del método de medida que utilicemos. Un satélite radiométrico "ve" un mapa de temperatura representando el milímetro superior; un termómetro en el océano, "vería" aproximadamente la capa superior de 1 metro; las medidas proporcionadas por los barcos alcanzan los 5m bajo al superficie. Gracias a la TSM medida desde los satélites tenemos una perspectiva gráfica del océano y una alta frecuencia de repetición de vistas, permitiendo así el estudio de la dinámica de la superficie del océano, cosa que no sería posible con otros métodos de medida.. Por ejemplo, un satélite tarda en cubrir una determinada zona en 2 min, mientras que un barco a 20km/h (10 nudos) tardaría aproximadamente 10 años en cubrir dicha zona.
9. Medición de gases de efecto invernadero y del ozono Las mediciones del ozono atmosférico Desde hace treinta años, las mediciones de ozono en la atmosfera también se realiza por medio de satélites. El instrumento satelital más famoso es el TOMS (Total Ozone Mapping Spectrometer), que descubrió el agujero en la capa de ozono sobre la Antártida ____________________________________________________________________________________ 18 I.E.S. Leonardo Da Vinci –Majadahonda-
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junto con otro satélite japonés. Sin embargo, este instrumento ha sido sustituido por otro más moderno: el OMI (Ozone Monitoring Instrument). El OMI ofrece una cobertura total de la tierra en 24 horas. Tanto el OMI como el TOMS fueron validados por los equipos de tierra, diferenciando sus mediciones en solo un 2% en latitudes medias, y entre un 5% y 10% en latitudes altas, donde las temperaturas varían diariamente y se encuentra el 90% del ozono. Existen diversos sistemas de medición del ozono, pero nos centraremos en el Dobson para explicar el funcionamiento de estos. Este sistema mide la diferencia de distintos pares de longitudes de onda de la radiación ultravioleta emitida por el Sol, y que recibe reflejada de la Tierra. De este modo, se determina el ozono existente en la atmósfera mediante ciertos cálculos matemáticos basados en la siguiente relación: sabiendo que cierta longitud de onda (pongamos A1) es absorbida por el ozono, mientras que otra longitud de onda (A2) no es alterada por la presencia del ozono, podemos averiguar la cantidad de ozono presente en la atmósfera comparando la intensidad con la que se reciben A1 y A2, ya que A1 llegará con menos intensidad cuanto más ozono haya en una zona en concreto. Los gases implicados en el efecto invernadero son el dióxido de carbono, metano, óxidos de nitrógeno, vapor de agua, ozono y otros gases artificiales. De éstos, los más influyentes son los dos primeros: el CO2 y el CH4. Se calcula que cada año se liberan a la atmósfera 30.000 millones de toneladas de CO2 procedentes de las actividades humanas. Queda mucho para comprender la relación entre las fuentes,(volcanes, incendios…) y los pozos naturales de CO2 (la tierra, el océano…). «Sabemos que alrededor de la mitad del CO2 emitido cada año por la humanidad es absorbido por los sumideros natu____________________________________________________________________________________ 19 I.E.S. Leonardo Da Vinci –Majadahonda-
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rales de la tierra y el océano. Pero desconocemos la localización de estos importantes sumideros y en qué medida están absorbiendo el CO2 que emitimos». Por eso, en el último siglo se a potenciado el uso de satélites para el control de estos gases. El satélite ENVISAT es el mayor satélite medioambiental europeo, fue lanzado en marzo del 2002, orbita a una altura de 800 Km. Y esta equipado con diversos sistemas de control ambiental: El GOMOS (medición de ozono), el MERIS (medida de la radiación solar), entre otros. El sistema encargado del control de los gases invernadero es el MIPAS (Michelson Interferometer for Passive Atmospherer Sounding). En cuanto a su funcionamiento, opera en el infrarrojo medio, y realiza medidas de alta calidad de emisiones de O3, H2O, CH4, N2O Y HNO3. Otro satélite con esta misma función es el OCO (Observatorio Orbitador de Carbono, sun sus siglas en español). Este satélite de la NASA cuenta con un único instrumento, que se encarga de medir concentraciones de gases en la atmósfera: un espectrómetro que descompone la luz solar que refleja la tierra, para analizar su espectro y determinar que cantidades de CO2 y O2 hay en cada zona. 10.
Bibliografía -“Ciencias de la Tierra y medioambientales de 2º Bachillerato”. Ed. McGraw-Hill. Diadora Calvo, MªTeresa Molina, Joaquín Salvachúa.
-“Apuntes de tecnología aeroespacial”. EUIT.Aeronáuticos. Univ Politécnica de Madrid.
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