Los satélites de observación de la Tierra llevan una amplia variedad de instrumentos que utilizan técnicas de detección tanto pasivas como activas. Estos sensores detectan la radiación en diferentes partes del espectro electromagnético, dependiendo del tipo de sensor.
La Iniciativa sobre el Cambio Climático de la ESA es única en cuanto a la fusión de datos de diferentes sensores, en misiones voladas por diferentes agencias espaciales, para generar registros de datos climáticos con la mayor amplitud temporal posible. Aquí están algunas de las principales misiones de la ESA utilizadas para construir registros a largo plazo de Variables Climáticas Esenciales.
ERS | ENVISAT | CryoSat | SMOS | Sentinel-1 | Sentinel-2 | Sentinel-3 | Sentinel-5P | Futuras misiones por el clima
Misión ERS
A lo largo de casi dos décadas de operación, la misión del satélite europeo de teleobservación ERS proporcionó una gran cantidad de información valiosa para el seguimiento de los cambios en el nivel del mar, el estado del mar, la temperatura de la superficie del mar, el espesor del hielo marino, la elevación y la velocidad de las capas de hielo, la temperatura de la superficie terrestre, la humedad del suelo, las nubes, los aerosoles y más.
La misión ERS-1 operó desde 1991 hasta 1999, y fue la primera misión de la ESA en órbita polar sincrónica al sol. Llevaba un instrumento recientemente desarrollado llamado Radar de Apertura Sintética (SAR): un radar de imágenes capaz de producir imágenes de alta calidad independientemente de la cobertura de nubes o de si es día o de noche. También llevaba un altímetro de radar para medir la altura de la superficie, incluida la altura de las olas y la velocidad del viento, y un sensor de imágenes infrarrojas llamado radiómetro. El ERS-2 funcionó de 1995 a 2011 con la misma carga útil, más un sensor adicional para medir los niveles de ozono en la atmósfera.
ENVISAT
El ENVISAT (Satélite Ambiental) de la ESA sucedió al ERS para proporcionar continuidad de las mediciones, así como instrumentos avanzados para la vigilancia de los gases atmosféricos y la biología oceánica. Operando desde 2002 hasta 2012, llevaba diez instrumentos, incluyendo el espectrómetro SCIAMACHY para detectar gases traza en la atmósfera así como nubes y aerosoles. Estos datos contribuyen a los registros a largo plazo del ozono, el dióxido de carbono, el metano y el vapor de agua. Los datos del espectrómetro de ocultación GOMOS contribuyen a los registros a largo plazo de aerosol, ozono y vapor de agua. El sensor MERIS del ENVISAT, un radiómetro multiespectral, contribuye a los registros de datos de aerosoles, nubes, cubierta terrestre, color del océano y vapor de agua de la CCI .
CryoSat
CryoSat es una misión de la ESA Earth Explorer en las zonas cubiertas de hielo del planeta. Lanzado en 2010 y todavía suministrando datos, lleva el instrumento SIRAL - un sofisticado altímetro de radar diseñado para medir la elevación de las capas de hielo y la cubierta de hielo marino. Además del espesor del hielo, los datos de SIRAL se utilizan para registros a largo plazo del nivel del mar y la altura de las olas.
SMOS
La misión Humedad del Suelo y Salinidad del Océano (SMOS en inglés) es una misión de la ESA Earth Explorer que se lanzó en 2009. Cuenta con un radiómetro de imágenes por microondas (banda L) llamado MIRAS que se utiliza en los registros de datos climáticos de la CCI para la humedad del suelo y la salinidad del océano.
Sentinel-1
Sentinel-1 es el primero de la familia de satélites Sentinel que se lanzaron en 2014 en el marco del Programa Copernicus de la Unión Europea, coordinado por la Comisión Europea en asociación con la ESA, los Estados miembros de la UE y otras agencias de la UE. Se trata de una misión de radar destinada a la vigilancia de la tierra y los océanos. El Sentinel-1 lleva un Radar de Apertura Sintética en banda C que proporciona imágenes de media y alta resolución de hasta 5 m en todas las condiciones meteorológicas, de día o de noche. Sus datos son útiles para el seguimiento de la cubierta forestal y se utilizan para construir los mapas mundiales de la biomasa en superficie de la CCI, que cuantifican la cantidad de carbono almacenado en la vegetación. Utilizando una técnica llamada InSAR, las imágenes de Sentinel-1 también pueden utilizarse para revelar los cambios en la topología de la superficie para así determinar el movimiento de la misma y generar mapas de la velocidad de la capa de hielo y la ubicación de las líneas de inmersión de los glaciares.
Sentinel-2
La misión Copernicus Sentinel-2 adquiere sistemáticamente imágenes de alta resolución espacial – de hasta 10m de resolución - sobre tierras y aguas costeras, en múltiples longitudes de onda. Lanzado en 2015, sus imágenes se utilizan para construir Variables Climáticas Esenciales de la velocidad del hielo de los glaciares, el área quemada por el fuego y mapas de la cubierta terrestre.
Sentinel-3
Sentinel-3 es una misión de Copernicus lanzada en 2016 que lleva múltiples sensores destinados a observar las propiedades y el comportamiento de los océanos. Su objetivo es proporcionar una continuidad de datos comparable a la capacidad de ENVISAT y CryoSat, y sus datos se utilizan en registros de datos climáticos sobre el color del océano, la cubierta terrestre y el vapor de agua (del espectrómetro de imágenes OLCI), la temperatura del mar y de la superficie terrestre (radiómetro SLSTR) y el nivel del mar (altímetro de radar SRAL).
Sentinel-5P
Sentinel-5P - conocido como Sentinel-5 Precursor - es el precursor de la misión Sentinel-5 Copernicus dedicada a la calidad del aire y el clima. Fue lanzado en 2017 y lleva el sensor TROPOMI, el espectrómetro de imágenes multiespectrales más avanzado hasta la fecha. Observa la luz solar que es dispersada hacia el espacio exterior por la superficie y la atmósfera de la Tierra, detectando las huellas únicas de los gases en diferentes partes del espectro. Una amplia gama de contaminantes como el dióxido de nitrógeno, el ozono, el formaldehído, el dióxido de azufre, el metano y el monóxido de carbono se pueden visualizar con mayor precisión que nunca. Los datos de Sentinel-5P se utilizan para construir el registro de datos climáticos CCI de las concentraciones mundiales de metano.
Future missions for climate
Para satisfacer las futuras necesidades de datos, la ESA está construyendo nuevos satélites Earth Explorer y una nueva ola de satélites Sentinel en el marco del programa Copernicus de la UE.
Próximas misiones Earth Explorer:
- EarthCARE: Lidar Atmosférico (ATLID) para aerosoles y nubes delgadas; y un Radar de Perfilado de Nubes (RCP) que proporciona información sobre nubes más gruesas y para la observación de la velocidad vertical de las partículas de las nubes.
- Biomasa: Un SAR en banda P para determinar la cantidad de biomasa y carbono almacenado en los bosques.
- FLEX: Un espectrómetro de imagen en el infrarrojo rojo-cercano para detectar la fluorescencia de las plantas.
- FORUM: Una misión para observar la radiación del infrarrojo lejano en la parte superior de la atmósfera para así determinar la fuerza del efecto invernadero, crucial para la modelación del clima.
Próximas misiones Copernicus Sentinel:
- Misión Sentinel-6/JASON-CS: La ESA está desarrollando la próxima generación del altímetro Poseidón para las mediciones topográficas de los océanos, las costas y las aguas interiores, cuyo lanzamiento está previsto para noviembre de 2020.
Misiones candidatas de alta prioridad de Copérnico:
- CO2M: un espectrómetro de imagen de resolución espacial relativamente alta para rastrear fuentes individuales de CO2, y discriminar entre las fuentes antropogénicas y naturales del gas.
- CHIME: Un generador de imágenes hiperespectrales para obterner información detallada sobre la salud de las plantas, la cartografía costera y la cartografía de la cubierta terrestre.
- LSTM: Un radiómetro infrarrojo térmico para medir la temperatura de la superficie terrestre y las tasas de evapotranspiración con un detalle sin precedentes.
- CRISTAL: Un altímetro para medir la altura de los campos de hielo de la Tierra. Trazará el espesor del hielo marino y la profundidad de la nieve, así como la elevación del hielo en la tierra.
- ROSE-L: Un radar de banda L para observar el hielo pero también muchos otros objetivos, incluyendo bosques, diferentes tipos de cultivos y suelos.
- CIMR: Un radiómetro de microondas para medir la temperatura de la superficie del mar, la salinidad y la concentración de hielo marino.