EarthCARE: Datos clave para modelar el clima de la Tierra ya disponibles

Aunque actualmente se sabe que las nubes y los aerosoles tienen un efecto de enfriamiento general, sus interacciones con la energía entrante del Sol y con la radiación térmica que la Tierra emite de vuelta al espacio son altamente complejas y no se comprenden completamente.

A medida que las emisiones de gases de efecto invernadero continúan calentando el planeta, sigue sin estar claro cómo responderán las nubes. Por ejemplo, una reducción de la cobertura nubosa permitiría que más luz solar llegara a la superficie, amplificando el calentamiento.

Los aerosoles añaden otra capa de incertidumbre. Tienden a enfriar el clima al reflejar la luz solar y también al hacer que las nubes sean más reflectantes y de mayor duración. Sin embargo, los cambios recientes, desde las fuertes disminuciones de la contaminación industrial hasta las enormes columnas de humo de los incendios forestales, podrían alterar significativamente su papel predominante en el sistema climático. No obstante, el impacto total de estos cambios sigue sin estar claro.

Las predicciones del cambio climático futuro se basan en modelos informáticos que simulan la atmósfera, los océanos y el sistema terrestre en general bajo diferentes escenarios. Las representaciones de los modelos climáticos de las nubes, los aerosoles y sus interacciones con la luz solar y la radiación infrarroja se basan en descripciones matemáticas simplificadas de su comportamiento, que a menudo se basan en mediciones y numerosas suposiciones.

Lanzado en mayo de 2024, EarthCARE –una misión Earth Explorer de la ESA desarrollada en colaboración con la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA)– lleva cuatro instrumentos especializados diseñados para tomar diferentes mediciones de nubes y aerosoles simultáneamente.

Esta sinergia es clave: al combinar estas observaciones, EarthCARE puede determinar importantes propiedades de las nubes, como la cantidad de agua que contienen y el tamaño de las partículas de la nube. Esto, a su vez, puede utilizarse para mejorar la forma en que estos aspectos se representan en los modelos climáticos, allanando el camino para proyecciones climáticas más fiables.

La animación que se presenta a continuación muestra una secuencia de mediciones obtenidas por EarthCARE sobre el tifón Ragasa cerca de Filipinas el 20 de septiembre de 2025, e ilustra el ‘cierre radiativo’, uno de los principales objetivos científicos de la misión.

La animación muestra primero cómo los datos del radar de perfilación de nubes (CPR) de EarthCARE, el lidar atmosférico (ATLID) y el imageador multiespectral (MSI) se combinan para derivar cortes verticales de propiedades como el contenido de agua de las nubes y las precipitaciones, es decir, agua en gotas líquidas, cristales de hielo, lluvia y nieve.

A continuación, la información de la imaginería horizontal del MSI se utiliza para extrapolar estos perfiles verticales de nubes a lo largo de la trayectoria del satélite. Al identificar píxeles con propiedades ópticas similares, el sistema reconstruye la estructura tridimensional de la nube.

Utilizando una técnica computacional conocida como modelado de transferencia radiativa, esta representación tridimensional de la nube se utiliza entonces para estimar cómo la luz solar entrante se dispersa por las partículas de la nube y la superficie terrestre, y en consecuencia, cuánto se refleja de vuelta al espacio.

En la animación, esta luz solar reflejada calculada aparece como la franja horizontal sombreada en azul y la línea roja en la parte superior. Esto se compara entonces con mediciones independientes del radiómetro de banda ancha (BBR) de EarthCARE, que se muestra con la línea amarilla en la parte superior, y el acuerdo es muy bueno.

Robin Hogan, científico principal del Centro Europeo de Predicción Meteorológica a Medio Plazo (ECMWF), dijo: “Siempre esperábamos que EarthCARE cumpliera su promesa, y estos resultados sin duda demuestran que lo está haciendo”.

“Aquí vemos que EarthCARE es capaz de determinar las propiedades detalladas de las nubes y los aerosoles en la atmósfera, y luego verificar inmediatamente que sus impactos radiativos proyectados son coherentes con los flujos de energía solar e infrarroja que también mide el satélite. Esta validación a bordo de los datos de EarthCARE proporciona una confianza adicional en el uso de las propiedades de las nubes y los aerosoles para probar y mejorar los modelos climáticos”.

Como Earth Explorer de la ESA, EarthCARE es una misión de investigación, pero sus datos son tan fiables que también se utilizarán en las previsiones meteorológicas diarias.

El profesor Hogan explicó: “En ECMWF queremos asimilar los datos de EarthCARE en nuestro modelo en tiempo real: al proporcionar una imagen más precisa de la ubicación de las nubes al inicio de una previsión, estos datos ayudarán al modelo a capturar mejor la evolución de los sistemas meteorológicos y a ofrecer predicciones más fiables”.

“El trabajo para integrar los flujos de datos de EarthCARE está avanzando rápidamente, y el sistema está en camino de ser operativo muy pronto. Por lo tanto, EarthCARE no solo está avanzando en nuestra comprensión de nuestro clima, sino que también está aportando beneficios inmediatos para las previsiones y los servicios climáticos diarios”.

Bjoern Frommknecht, gerente de la misión EarthCARE de la ESA, añadió: “El 1 de diciembre, durante el segundo taller conjunto que reunió a científicos europeos, canadienses y japoneses, se lanzó al público por primera vez el conjunto completo de productos de datos EarthCARE de Nivel 2. Esto sigue al lanzamiento de los datos de Nivel 1 en enero y de algunos de los datos de Nivel 2 en marzo”.

“Este nuevo lanzamiento incluye el muy esperado producto ‘cierre radiativo’, que vincula directamente las mediciones de nubes y aerosoles con los flujos de energía observados, ofreciendo una ventana sin precedentes a los procesos que dan forma al clima de la Tierra”.

Hacer que el conjunto de datos completo esté disponible abiertamente significa que los investigadores de todo el mundo ahora pueden comenzar a probar nuevas hipótesis, validar modelos climáticos y meteorológicos y explorar cómo los cambios atmosféricos recientes, desde el humo de los incendios forestales hasta los cambios en la contaminación, están afectando al balance energético del planeta. También fortalece la cooperación internacional: al compartir herramientas y conocimientos entre agencias y continentes, la comunidad EarthCARE está acelerando el progreso científico y ampliando el alcance de la misión.

Los datos están disponibles en el EarthCARE Online Dissemination Service.
También lea las noticias de JAXA: All observation data now publicly available.