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2022-08-09Los datos de la NASA sobre la ´sudoración´ de las plantas podrían ayudar a predecir la gravedad de los incendios forestales

NASA |Un nuevo estudio utiliza datos del instrumento ECOSTRESS a bordo de la estación espacial para comprender mejor por qué algunas partes de un incendio forestal arden con más intensidad que otras.

Incluso en California, asolada por la sequía, no todas las áreas enfrentan el mismo grado de riesgo de incendios forestales. Un estudio reciente con datos de la misión ECOSTRESS de la NASA encontró relaciones entre la intensidad de un incendio forestal y el estrés hídrico en las plantas medido en los meses previos al incendio. Las correlaciones no eran solo una cuestión de que las plantas secas quemaran más que las hidratadas; algunas áreas donde la vegetación tenía suficiente agua se quemaron más severamente, posiblemente porque los incendios tenían más combustible para consumir.

La investigación, dirigida por científicos del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California, se basa en los datos de uso de agua de las plantas recopilados por ECOSTRESS, abreviatura de ECOsystem and Spaceborne Thermal Radiometer Experiment on Space Station. El instrumento mide la temperatura de las plantas a medida que se calientan cuando se quedan sin agua. Para este estudio, los investigadores se centraron en los datos recopilados durante partes de 2019 y principios de 2020 en seis áreas, tres en las montañas del sur de California y tres en Sierra Nevada, que posteriormente fueron quemadas por incendios forestales.

Otra investigación ha demostrado que la temporada de incendios forestales en el oeste de los EE. UU. está comenzando más temprano en el año y aumentando en duración y gravedad. En California, un estado con 33 millones de acres (13 millones de hectáreas) de bosques, muchos de ellos administrados por agencias federales, estatales y locales, los conocimientos detallados sobre la relación entre los incendios forestales y la disponibilidad de agua para la vegetación podrían ayudar a los funcionarios encargados de la gestión de incendios. identifique no solo si es probable que un área se incendie, sino qué tan grave será el daño si lo hace.

“Estamos en una megasequía intensa, la peor en 1200 años, y está creando condiciones para incendios más catastróficos”, dijo Christine Lee, coautora del estudio en JPL. “Los conjuntos de datos como los de ECOSTRESS serán fundamentales para el avance de la ciencia y pueden proporcionar información para ayudar a quienes están respondiendo a las crisis del cambio climático”.

Al comparar los datos de ECOSTRESS con imágenes satelitales separadas posteriores al incendio, los investigadores encontraron que la velocidad a la que las plantas liberan agua al "sudar", un proceso conocido como evapotranspiración, así como la eficiencia con la que usan el agua para la fotosíntesis, pueden ayudar a predecir si los incendios forestales posteriores son más o menos intenso. Ambas medidas indican si una comunidad de plantas está recibiendo suficiente agua o si está bajo estrés por falta de ella.

“Estábamos tratando de comprender qué impulsa las diferencias en por qué algunas áreas tienen quemaduras graves y otras no”, dijo Madeleine Pascolini-Campbell, científica de agua y ecosistemas en JPL y autora principal del artículo. “Los resultados muestran cuán crucial es el estrés hídrico para predecir qué áreas se queman más y por qué es importante monitorear la vegetación en estas regiones”.

Seguimiento del estrés de la planta

Al igual que los humanos, las plantas luchan por funcionar cuando hacen demasiado calor. Y de la misma manera que la sudoración ayuda a los humanos a mantenerse frescos, las plantas dependen de la evapotranspiración para regular su temperatura. La evapotranspiración combina la velocidad a la que las plantas pierden agua a medida que se evapora del suelo y la transpiración, en la que liberan agua a través de las aberturas de sus hojas, llamadas estomas. Para evitar perder demasiada agua, las plantas comienzan a cerrar sus estomas si se secan demasiado.

“Como resultado, comienzan a calentarse porque ya no tienen el beneficio de ´sudar´”, dijo Lee. “Con ECOSTRESS, podemos observar estos cambios de temperatura realmente sutiles, que se utilizan para comprender los cambios en la evapotranspiración y la eficiencia en el uso del agua”.

En general, una evapotranspiración más lenta y una menor eficiencia indican que las plantas tienen estrés hídrico. Los valores más altos indican que las plantas están recibiendo suficiente agua.

ECOSTRESS rastrea la evapotranspiración a través de un radiómetro térmico de alta resolución que puede medir la temperatura de parches de la superficie de la Tierra tan pequeños como 130 por 230 pies (40 por 70 metros).

Estrés alto versus estrés bajo

En el artículo, publicado en Global Ecology and Biogeography, los investigadores encontraron que las variables relacionadas con el estrés hídrico, junto con la elevación, fueron predictores dominantes de la gravedad de las quemaduras en áreas afectadas por tres incendios forestales del sur de California en 2020: el incendio Bobcat en el Bosque Nacional Ángeles, junto con los incendios Apple y El Dorado en el Bosque Nacional San Bernardino.

El hecho de que un estrés más alto o más bajo predijera una quema más severa dependía del tipo principal de vegetación en un área, dijo Pascolini-Campbell. Por ejemplo, los bosques de pinos estresados ​​tendían a quemarse más severamente, lo que sugiere que las condiciones más secas hacían que los árboles fueran más inflamables. Mientras tanto, en los pastizales, un estrés más bajo tendió a correlacionarse con más daños por quemaduras, una posible indicación de que el crecimiento robusto de la vegetación produjo más combustible, lo que resultó en incendios más intensos. Y en las regiones de Sierra Nevada quemadas por Creek Fire, Sequoia Complex Fire y North Complex Fire, los resultados mostraron relaciones más débiles entre el estrés previo al incendio y la gravedad de las quemaduras. Los autores del estudio plantean la hipótesis de que las variables no capturadas en el análisis (viento u otras condiciones climáticas) fueron más influyentes en esas áreas quemadas.

Apoyando a los Tomadores de Decisiones

El estudio se produce cuando la NASA está intensificando los esfuerzos para movilizar su tecnología, experiencia y recursos para estudiar los incendios forestales. En mayo, la agencia anunció la formación de NASA Wildland FireSense , una iniciativa destinada a reunir a expertos de diferentes disciplinas, junto con tecnología avanzada y herramientas analíticas, para desarrollar enfoques que puedan informar y guiar a los tomadores de decisiones sobre el manejo de incendios.

La importancia de herramientas como ECOSTRESS, que está programada para operar hasta septiembre de 2023, crecerá a medida que el cambio climático genere un mayor riesgo de incendios forestales en el oeste de los EE. UU., dijo Pascolini-Campbell. “Es una región de alta prioridad para usar este tipo de estudios para ver qué áreas son las más vulnerables”, agregó.

Más sobre la misión

JPL, una división de Caltech en Pasadena, construyó y administra la misión ECOSTRESS para la División de Ciencias de la Tierra en la Dirección de Misiones Científicas en la sede de la NASA en Washington. ECOSTRESS es una misión de Earth Venture Instrument; el programa es administrado por el programa Earth System Science Pathfinder de la NASA en el Centro de Investigación Langley de la agencia en Hampton, Virginia.

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NASA

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