Quando Michelle Stokes e Stacie Bender observam as montanhas cobertas de neve de Utah e Colorado, eles veem mais do que apenas uma paisagem majestosa. Eles veem milhões de litros de água que acabarão fluindo para o rio Colorado.

A água armazenada como camada de neve chegará a cerca de 33 milhões de pessoas em sete estados ocidentais, irrigando hectares de alface, frutas e nozes na Califórnia, gerando enormes quantidades de eletricidade e, finalmente, fluindo de torneiras em sete estados. Para alguns desses estados ensolarados, queda de neve (e seu derretimento subsequente) fornece até 80 por cento da precipitação anual, que é usado para beber, agricultura, recreação e geração de energia. Embora seja importante para os gestores de água nesses estados saber a quantidade de água que podem esperar do degelo, é tão importante para eles saber quando esperar.

No fluxo

Como hidrólogos do Colorado Basin River Forecast Center, Stokes e Bender fazem exatamente isso, fornecendo previsões de fluxo de riachos para bacias hidrográficas na Bacia do Rio Colorado e na região. Esta bacia inclui algumas das terras mais áridas dos Estados Unidos. Como resultado, tanta água é retirada para uso humano e tão pouco colocada de volta que o rio normalmente seca antes de chegar à foz no Golfo da Califórnia, no México. Com um recurso tão escasso, cada gota conta.

"As previsões que recebemos do centro fornecem informações cruciais para a gestão de nossos recursos hídricos e reservatórios, "disse Dave Kanzer, um vice-engenheiro-chefe do Colorado River District em Glenwood Springs, Colorado. “As previsões de abastecimento de água são críticas. Se recebermos menos água do que as previsões prevêem, não teremos o suficiente economizado nos reservatórios para manter o rio fluindo durante a temporada de demanda de irrigação. Por outro lado, se recebermos mais do que o previsto, poderíamos ter que liberar água extra, sem causar inundações prejudiciais. "

Ciente da importância da precisão, o centro insere inúmeras leituras em um programa de computador complexo que usa essa informação para gerar suas previsões. Antes de 2011, essas entradas vieram exclusivamente de sensores baseados no solo e observações diretas da equipe. Contudo, 2009 serviu como um ponto de viragem quando grandes tempestades sopraram o que parecia ser uma quantidade sem precedentes de poeira do planalto do Colorado para a neve branca imaculada nas Montanhas Rochosas. Sob uma espessa manta de poeira, a neve branca normalmente reflexiva absorveu mais energia do sol, e a camada de neve derreteu a uma taxa muito mais rápida do que o esperado durante a temporada de escoamento.

"Descobrimos que condições realmente empoeiradas aumentam a taxa de derretimento da neve tanto quanto aumentam a temperatura em 1 a 3 graus Fahrenheit, "explicou Bender." Ficou muito claro que tínhamos que identificar uma forma mais precisa de medir a poeira na neve. "

Embora a medição de poeira possa parecer a hora de aumentar o zoom, Stokes e Bender realmente tiveram que diminuir o zoom - bem longe. Como eles logo descobriram, a resposta estava orbitando bem acima das Montanhas Rochosas no espaço.

Medindo-se

Tom Painter passou sua boa parte do tempo entre os picos imaculados das Montanhas Rochosas. Como cientista de pesquisa no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia, ele estuda poeira e neve acumulada há anos. Em 2011, Painter e seus colegas assinaram contrato para ajudar Stokes e Bender a melhorar as previsões de fluxo, aproveitando o poder das observações da Terra do espaço; nasceu uma colaboração fecunda.

Com a ajuda da NASA, o centro começou a incorporar dois conjuntos de dados de sensoriamento remoto em seu modelo de previsão. O primeiro conjunto deu a eles uma leitura mais precisa de onde a neve estava localizada, enquanto o segundo forneceu-lhes uma imagem mais clara das condições da superfície da neve e, especificamente, a quantidade de luz solar adicional absorvida pela poeira contida na neve.

"Quando começamos a usar dados de sensoriamento remoto, tudo mudou, "disse Bender." Na verdade, nossa pesquisa mostra que o uso de dados de sensoriamento remoto reduz o erro em cerca de 70 por cento em algumas bacias hidrográficas. Isso nos permite prever o tempo de fluxo do fluxo muito melhor do que o que nosso sistema fazia antes. "

Com previsões mais precisas, os gestores de água agora podem tomar melhores decisões sobre quando e quanto água armazenar e / ou liberar na bacia do rio Colorado - decisões que podem ter um impacto dramático na vida e no bem-estar das pessoas e da vida selvagem.

“Sabemos como a água é crucial para os agricultores e comunidades, "disse Kanzer." Ao mesmo tempo, sem água suficiente fluindo pelos rios, gerações inteiras de peixes ameaçados de extinção podem ser colocadas em risco. Quanto mais precisas forem as previsões, mais bem equipados estaremos para encontrar esse equilíbrio. "

Agrupando recursos

À medida que a gestão da água se torna cada vez mais vital devido ao crescimento populacional e secas recorrentes, a conexão entre os dados de satélite de observação da Terra e aqueles que trabalham na prática com essas informações é cada vez mais crítica. "A colaboração é essencial para encontrar respostas e fornecer informações que beneficiem nossas comunidades, "disse Painter." Com essas parcerias, somos capazes de alavancar o conhecimento aprimorado do planeta Terra para o avanço da ciência, ao mesmo tempo que ajuda a criar meios de subsistência mais saudáveis, economias, e ambientes. E essas parcerias nos ajudam a identificar novas questões e áreas importantes para pesquisa. "

Trabalhando juntos para usar os dados de satélite da NASA, Painter e o Colorado Basin River Forecast Center garantem que mais de 33 milhões de pessoas tenham um abastecimento de água mais seguro e não tenham que se preocupar em consultar uma previsão antes de abrir a torneira.

Apesar da importância do albedo de neve acumulada - a proporção da luz que é refletida versus absorvida - no controle do escoamento de neve acumulada, albedo de neve acumulada não foi quantificado em grande parte dos Estados Unidos. Para medir isso, A equipe de Painter da NASA detecta impurezas que absorvem luz (como poeira) na neve com seus instrumentos MODIS (Espectrorradiômetro de imagem de resolução moderada) a bordo de dois satélites:Terra e Aqua. A NASA usa esses dados para estimar a energia adicional absorvida pela neve acumulada, uma entrada essencial para a compreensão da dinâmica do equilíbrio de energia da neve acumulada. Crescendo com este esforço, A equipe de Painter desenvolveu o Observatório Aerotransportado de Neve, que reúne a combinação de albedo e equivalente de água da neve, os dois controles mais importantes sobre o tempo e a magnitude do escoamento da neve derretida.