Fotografía: Equipo científico y Proyecto NASA-OCO.
Para obtener más información, puede revisar y descargar en esta página (i) el artículo de investigación completo de los autores titulado Satellite-Based Measures for Tracking Atmospheric CO₂ and CH₄ at National, Subnational, and Urban Scales (Mediciones satelitales para hacer un seguimiento del dióxido de carbono (CO2) y el metano (CH4) de la atmósfera a escala nacional, subnacional y urbana).
Subsanar la falta de datos para promover el desarrollo con bajas emisiones
Una trayectoria de crecimiento con bajas emisiones en sectores clave, como la agricultura, la minería, la silvicultura, las manufacturas, la infraestructura y los servicios públicos, es crucial para lograr el desarrollo sostenible, la reducción de la pobreza y un planeta habitable. Integrar la mitigación de las emisiones en la planificación del desarrollo es esencial para la resiliencia ambiental y económica a largo plazo.
Sin embargo, las políticas en materia de emisiones se han visto limitadas durante mucho tiempo por la falta de datos locales y regionales confiables sobre la contaminación atmosférica, necesarios para identificar los problemas, diseñar las intervenciones y hacer el seguimiento de los resultados. El monitoreo de las emisiones atmosféricas mediante satélites está comenzando a reducir esta brecha de información. En el presente blog, presentamos nuevas estimaciones de alta resolución sobre las emisiones obtenidas a partir de análisis satelitales realizados por los departamentos de datos e investigación del Banco Mundial para respaldar la formulación de políticas basadas en evidencias.
Datos fuente: Análisis satelitales de alta resolución para monitorear el CO₂ y el CH₄
Mediante el Observatorio Orbital del Carbono-2 (OCO-2) de la NASA pudimos hacer el seguimiento del CO₂, utilizando mediciones de XCO₂ georreferenciadas diarias con una resolución de 1,29 por 2,25 kilómetros. El OCO-2 sigue una órbita sincrónica con el Sol, es decir, la trayectoria de un satélite que pasa sobre la misma parte de la Tierra a la misma hora local cada día, lo que garantiza una medición coherente de la contaminación atmosférica a lo largo del tiempo. Cruza el ecuador alrededor de las 13.30, hora local, y repite la cobertura cada 16 días.
Para el monitoreo del CH₄, utilizamos datos del espectrómetro TROPOMI (Sentinel-5P) de la Agencia Espacial Europea (ESA), que sigue una órbita sincronizada con el sol similar y que realiza revisiones diarias y una resolución de 5,5 por 3,5 kilómetros. Utilizamos datos XCH₄ fuera de línea de nivel 2, corregidos por el sesgo de reflectancia de la superficie.
Estos conjuntos de datos respaldan un monitoreo coherente y de alta resolución de las emisiones.
Lograr que las estimaciones satelitales sean comparables según el espacio y el tiempo
Para garantizar que las estimaciones del CO₂ y el CH₄ sean comparables en diferentes regiones y a lo largo del tiempo, procesamos los datos satelitales brutos y calculamos anomalías locales, es decir, diferencias entre las concentraciones de contaminación en un lugar específico (“observadas”) y las procedentes de fuentes naturales o no locales (“de fondo”). Los valores “de fondo” se estiman utilizando el método de Hakkarainen y otros (2019), en el que se tienen en cuenta tanto la ubicación geográfica como el tiempo. Debido a que las estimaciones de fondo diarias de alta resolución espacial no son confiables, calculamos los valores medios diarios de XCO₂ para cada banda de latitud de 10 grados, y luego los interpolamos a una resolución de 1 grado. El uso de medianas evita la distorsión procedente de los valores atípicos. A continuación, restamos las concentraciones de fondo de cada observación para obtener las anomalías locales. Por último, calculamos el promedio mensual de estas anomalías para cada celda de la cuadrícula de 5 kilómetros con el fin de crear un conjunto de datos coherente y de alta resolución para el análisis.
Hacer un seguimiento de las emisiones de CO₂ y CH₄ a lo largo del tiempo
La NASA y la ESA asignan puntuaciones de calidad a cada observación satelital, e incluimos solo aquellas que alcanzan o superan los umbrales aceptables para garantizar un análisis de tendencias fiable. Esto da lugar a una cobertura espacial despareja, sobre todo en regiones cubiertas por nubes. En lugar de reducir la cuadrícula de manera uniforme, lo que pasaría por alto áreas pequeñas con datos suficientes, ampliamos la zona de observación alrededor de cada celda hasta que alcance un umbral mínimo de datos. Este enfoque adaptativo equilibra los detalles locales con la solidez estadística en toda el área de estudio.
Hacemos un seguimiento de las tendencias de las emisiones en cada celda de la cuadrícula de 5 kilómetros global utilizando dos indicadores:
1) una tendencia mensual a largo plazo (2014-24 para el CO₂; 2018-25 para el CH₄);
2) un cambio a corto plazo, definido como la diferencia entre el promedio de los últimos 12 meses y los valores anteriores.
El segundo indicador pone de relieve los últimos acontecimientos pertinentes para las políticas a corto plazo.
Elaboramos resúmenes de las tendencias para las distintas áreas utilizando dos métodos:
1) No ponderado: todas las celdas de cuadrícula se tratan de la misma manera. Calculamos la proporción de celdas con tendencias crecientes y decrecientes (incluidas las insignificantes) y definimos una puntuación como: [% de tendencias crecientes menos % de tendencias decrecientes].
2) Ponderado: seguimos la misma lógica, pero utilizamos ponderaciones basadas en las emisiones de la Base de Datos de Emisiones para la Investigación Atmosférica Mundial (EDGAR) (i). Los porcentajes reflejan las proporciones de emisiones totales en lugar del recuento de celdas, lo que da más importancia a las zonas con altas emisiones.
En ambos métodos, las puntuaciones se normalizan para tener en cuenta la proporción de resultados estadísticamente significativos en un área. Las puntuaciones finales pueden ir de -100 (todas las disminuciones significativas) a +100 (todos los aumentos significativos), lo que permite una fácil comparación entre regiones.
Puntajes del desempeño en materia de emisiones que pueden ampliarse para un área geográfica
Nuestro seguimiento de la tendencia de las emisiones a nivel de la cuadrícula de 5 kilómetros nos permite estimar los puntajes de desempeño en materia de emisiones para áreas geográficas de escala arbitraria. En la actualidad, nuestros conjuntos de datos (i) incluyen puntajes de desempeño en materia de CO₂ y CH₄ a largo y corto plazo para 242 países y zonas en disputa, 3242 provincias (unidades administrativas de nivel 1), 36 563 subprovincias (nivel 2), 13 636 áreas urbanas funcionales y 670 áreas de petróleo y gas de alta mar dentro de zonas económicas exclusivas (ZEE) nacionales. La codificación de acceso abierto apoya las actualizaciones a medida que se dispone de nuevas observaciones satelitales.
Además, nuestras estimaciones de las tendencias y variaciones a nivel subnacional que se muestran en los gráficos de barras pueden orientar la asignación estratégica de los recursos climáticos internacionales, y adaptarlos a los nuevos y persistentes desafíos en materia de emisiones.
En el largo plazo, los niveles de CO₂ han disminuido en 13 179 niveles administrativos subnacionales y han aumentado en 9616, mientras que, en el período más reciente, han bajado en 9663, pero han subido a 10 790.
En el caso del metano (CH₄), las tendencias a largo plazo muestran disminuciones en 13 734 áreas administrativas subnacionales y aumentos en 9675, mientras que los datos recientes indican que bajaron en 15 143 zonas y aumentaron en 8689 áreas.
Aplicar el método a otros contaminantes atmosféricos
Los mismos métodos y códigos se pueden aplicar a los datos satelitales del GCOM-C de Japón y el Sentinel-5P de la ESA para hacer estimaciones de alta resolución de las emisiones y la exposición de la población con respecto a otros contaminantes, como el PM₂,₅ (material particulado de menos de 2,5 micrómetros de diámetro), el NO₂ (dióxido de nitrógeno), el SO₂ (dióxido de azufre), el CO (monóxido de carbono) y el ozono, a escala nacional, subnacional (nivel 1 y nivel 2) y urbana en todo el mundo.
Esta iniciativa forma parte del programa Space2Stats, que recibió una donación del Fondo Mundial de Datos del Banco Mundial y es financiado por la Dirección General de Política Regional y Urbana (DG REGIO) de la Comisión Europea. Su objetivo es mejorar el desglose, la disponibilidad y la estandarización de los datos, al tiempo que se promueven las investigaciones y los conocimientos sobre los desafíos de desarrollo a nivel subnacional, que incluyen el clima, la biodiversidad, la energía limpia y las dimensiones de género.
Únase a la conversación