Qué es el balance energético de la Tierra y por qué es clave ante el cambio climático

La Agencia Espacial Europea (ESA, por sus siglas en inglés) lanzó el 29 de mayo de 2024 el satélite EarthCARE (Earth Cloud Aerosol and Radiation Explorer), encargado de realizar mediciones de los efectos de las nubes, los aerosoles y la radiación en el clima del planeta Tierra. Si bien los expertos esperaban que el poderoso instrumento comience a brindar resultados en una brecha de tiempo mayor, a poco más de un mes en órbita ya envió datos cruciales para comprender la dinámica del sistema climático.

Todavía no se encuentra completamente en funcionamiento, pero ya mostró las primeras imágenes que sirvieron para comprender la estructura interna de las nubes gracias al instrumento de radar de perfil de nubes. Recientemente, también proporcionó información clave para el análisis del efecto de los distintos componentes de la atmósfera en el reflejo de la radiación solar.

La misión realizada en colaboración con la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) cuenta con un radiómetro de banda ancha que es capaz de “mediciones precisas de la radiación solar reflejada y la radiación térmica emitida”, según explican desde la ESA. Esto significa que, junto a los otros instrumentos que lo conforman, EarthCARE además puede medir el balance energético de la Tierra.

“Por supuesto, nunca hemos dudado del potencial del radiómetro de banda ancha EarthCARE, pero aquí vemos, en una etapa tan temprana de la misión, que el instrumento está funcionando muy bien y proporcionando excelentes datos”, comentó la Directora de Programas de Observación de la Tierra de la ESA, Simonetta Cheli.

El balance energético del planeta es esencial para que las temperaturas se mantengan estables. Se trata del equilibrio que existe entre la cantidad de radiación solar que ingresa a la Tierra y la proporción de energía térmica que es emitida y devuelta al espacio exterior. Es afectado por las nubes, los aerosoles provenientes tanto de actividades humanas como de la naturaleza y los gases de efecto invernadero.

El radiómetro de banda ancha puede medir la cantidad de energía reflejada en la parte superior de la atmósfera en 3 direcciones a la vez (directamente debajo del satélite, hacia adelante en su órbita y hacia atrás), lo que brinda una noción más completa del fenómeno que no sería posible conseguir de otra manera. Además, la información que aporta es utilizada por los científicos para obtener una visión tridimensional de la forma en la que interactúa la radiación con las nubes y los aerosoles.

“Esta información permitirá a los científicos medir con precisión cuánta energía entrante del Sol se refleja de vuelta al espacio y cuánta energía térmica se emite desde la superficie de la Tierra al mismo tiempo”, explican desde la ESA en un artículo. Esto es de suma importancia para comprender los efectos a futuro del calentamiento global y del consecuente cambio climático.

Las imágenes captadas por EarthCARE evidencian el brillo de las nubes y aerosoles y, por ende, su capacidad de reflejar la radiación proveniente del Sol. Los niveles altos de reflexión se muestran en rojo, lo que implica la presencia de nubes blancas, y los bajos, que suelen verse principalmente en lugares despejados como en los mares, se representan de color azul.

Las mediciones expuestas se realizaron en un tramo de 1300 kilómetros desde el norte de España hasta Argelia, pasando por el mar Mediterráneo, y en la región cercana de las montañas del Atlas, en el continente africano. El poderoso satélite logró capturar las nubes desde distintos ángulos debido a su medición multidireccional.

Se puede observar que la transición entre los colores más claros y los más oscuros se debe a que en ciertas regiones existen capas finas de nubes y aerosoles que reflejan la radiación y, por ende, tienen un brillo detectable, aunque es menor al de las grandes formaciones nubosas.

Las aplicaciones a futuro, cuando todos los instrumentos del satélite se encuentren funcionando de manera plena, estarán enfocadas en mejorar la capacidad de predicción meteorológica. También será un avance significativo en la ciencia climática para comprender los cambios producidos por los gases de efecto invernadero y aerosoles resultantes de la actividad humana.