D2 Redes de Observación de Superficie

Tópico

Las redes de observación de superficie proporcionan el registro histórico in situ del sistema climático y constituyen la base para construir series de tiempo de temperatura, precipitación, composición atmosférica, radiación y nivel del mar. A diferencia de los satélites, que observan la Tierra desde el espacio, estas redes realizan mediciones directamente en los lugares donde ocurren los procesos, utilizando estaciones meteorológicas, torres e instrumentos especializados. Sus registros permiten comparar las condiciones actuales con las observadas durante décadas o incluso más de un siglo.

Las estaciones meteorológicas constituyen una de las redes históricas más extensas. Miles de estaciones distribuidas alrededor del mundo proporcionan registros de temperatura y precipitación a partir de los cuales se construyen series climáticas de largo plazo. Sin embargo, estas mediciones pueden contener discontinuidades que no corresponden a cambios reales del clima, sino a modificaciones del instrumental, traslados de las estaciones o transformaciones de su entorno. Para corregir estos efectos se aplican procedimientos de homogeneización que identifican y ajustan cambios artificiales. Posteriormente, métodos geoestadísticos permiten combinar observaciones de diferentes estaciones e interpolar las condiciones entre ellas, estimando además la incertidumbre en regiones donde la cobertura instrumental es menor.

Las torres de flujo observan los intercambios de dióxido de carbono, vapor de agua y calor entre los ecosistemas y la atmósfera mediante la técnica de covarianza de torbellinos. Esta relaciona las fluctuaciones rápidas de la velocidad vertical del aire con las fluctuaciones de la concentración de la sustancia transportada. El promedio temporal del producto de ambas fluctuaciones permite calcular el flujo neto entre la superficie y la atmósfera. Para ello se requieren sensores de alta frecuencia, capaces de efectuar numerosas mediciones por segundo, además de correcciones que eviten confundir variaciones de densidad del aire con intercambios reales de carbono, agua o energía.

Otra red internacional de referencia está dedicada a medir el balance radiativo en superficie. Instrumentos especializados registran la radiación solar directa, difusa y global, además de la radiación de onda larga descendente y ascendente. Los pirheliómetros miden la componente solar directa, los piranómetros permiten determinar la radiación solar global y difusa, y los pirgeómetros registran la radiación térmica de onda larga. La combinación de estas mediciones permite establecer el balance de energía en superficie y determinar si, en un determinado lugar y momento, esta gana o pierde energía.

Los mareógrafos proporcionan registros históricos del nivel del mar respecto de la superficie sólida local donde se encuentran instalados. Debido a que el terreno también puede desplazarse verticalmente, estos instrumentos miden un nivel del mar relativo. La altimetría satelital complementa estas observaciones proporcionando mediciones del nivel del mar con cobertura global y una referencia independiente de los movimientos locales del terreno. La comparación entre ambos tipos de observación ayuda a separar los cambios del océano de los movimientos verticales de la superficie terrestre.

Estas redes cumplen funciones diferentes pero complementarias. Las estaciones meteorológicas documentan la evolución de variables atmosféricas; las torres de flujo cuantifican intercambios entre ecosistemas y atmósfera; las estaciones radiométricas observan el balance de energía, y los mareógrafos registran la evolución local del nivel del mar. En conjunto proporcionan un registro instrumental directo indispensable para detectar y estudiar cambios del sistema climático.

Las observaciones de superficie también complementan las mediciones satelitales. Mientras los satélites ofrecen una cobertura espacial mucho mayor, las redes terrestres proporcionan registros locales directos y, en algunos casos, considerablemente más antiguos. Además, sirven para calibrar y validar productos obtenidos mediante teledetección. La combinación de ambas formas de observación permite así reconstruir la evolución histórica y caracterizar el estado actual del sistema climático con una cobertura temporal, espacial y física que ninguna de ellas podría proporcionar por separado.

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