Aguas superficiales y topografía oceánica

La misión SWOT ( Surface Water and Ocean Topography ) es un altímetro satelital desarrollado y operado conjuntamente por la NASA y el CNES , la agencia espacial francesa, en colaboración con la Agencia Espacial Canadiense (CSA) y la Agencia Espacial del Reino Unido (UKSA). ^{[ 4 ]} Los objetivos de la misión son realizar el primer estudio global de las aguas superficiales de la Tierra, observar los detalles de la topografía de la superficie oceánica y medir cómo cambian las masas de agua superficiales terrestres con el tiempo.

Si bien las misiones satelitales anteriores, como los altímetros de la serie Jason ( TOPEX/Poseidon , Jason-1 , Jason-2 , Jason-3 ), han proporcionado variación en las elevaciones de la superficie del agua de ríos y lagos en ubicaciones específicas, SWOT proporcionará las primeras observaciones verdaderamente globales de los cambios en los niveles del agua , las pendientes de los arroyos y las extensiones de inundación en ríos, lagos y llanuras aluviales. En los océanos del mundo, SWOT observará la circulación oceánica a escalas sin precedentes de 15 a 25 km (9,3 a 15,5 millas) , aproximadamente un orden de magnitud más finas que los satélites actuales. Lo hace utilizando interferometría de radar de apertura sintética. ^{[ 5 ]} Debido a que utiliza tecnología de altimetría de barrido amplio, SWOT observará casi por completo los océanos y cuerpos de agua dulce del mundo con mediciones de elevación repetidas de alta resolución, lo que permitirá observaciones de variaciones.  

SWOT se basa en una larga colaboración entre la NASA y el CNES para medir la superficie del océano mediante altimetría radar. Esta colaboración comenzó con la misión TOPEX/Poseidon (lanzada en 1992) y continuó con la serie Jason. SWOT reúne a las comunidades de hidrología y oceanografía y extenderá las observaciones topográficas de superficie precisas y de alta resolución a las regiones costeras y estuarinas.

Los objetivos científicos de la misión son:

• Proporcionar las alturas de la superficie del mar y las alturas del agua terrestre en una franja de 120 km (75 millas) de ancho con una brecha de ± 10 km (6,2 millas) en la trayectoria nadir .    
• En las profundidades oceánicas, proporcione las alturas de la superficie del mar dentro de cada franja con una publicación cada 2 km × 2 km (1,2 mi × 1,2 mi) y una precisión que no exceda los 2,7 cm (1,1 in) a 1 km × 1 km (0,62 mi × 0,62 mi) o 1,35 cm (0,53 in) a 2 km × 2 km (1,2 mi × 1,2 mi) cuando se promedian sobre el área.                      
• En tierra, descargue los datos brutos para su procesamiento en el suelo y genere una máscara de agua capaz de resolver ríos de 100 m (330 pies) de ancho y lagos y embalses de 250 m × 250 m (820 pies × 820 pies) . ^{[ 6 ]} Asociadas a esta máscara estarán las elevaciones del nivel del agua con una precisión de 10 cm (3,9 pulgadas) para cuerpos de agua cuya superficie no vegetada supere 1 km² (0,39 millas cuadradas ) . La precisión de la pendiente es de 1,7 cm/km (1,1 pulgadas/milla) en una distancia máxima de flujo de ¹⁰ km (6,2 millas) . ^{[ 7 ]}                 
• El satélite sobrevolará la Tierra desde los 78° S hasta los 78° N, cubriendo al menos el 86% del globo.

La órbita de SWOT se extiende desde los 78° S hasta los 78° N, cubriendo al menos el 86% del globo en su misión de tres años. SWOT recorre la misma trayectoria alrededor de la Tierra cada 21 días en 292 órbitas únicas. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

SWOT está diseñado para el estudio y monitoreo de aguas continentales y océanos, tales como: ^{[ 10 ]}

Gestión de los problemas relacionados con el reparto del agua.

El reparto del agua de los ríos suele generar fricciones entre estados vecinos, sobre todo cuando no existe una tecnología común para su verificación. SWOT proporcionará información global como insumo para los sistemas de monitoreo de cuencas fluviales transfronterizas, incluyendo mediciones de las variaciones en el almacenamiento de agua en los embalses y estimaciones del caudal de los ríos.

Pronósticos meteorológicos y climáticos más precisos

SWOT permitirá realizar pronósticos meteorológicos y climáticos más precisos, especialmente a nivel estacional. La calidad de estos pronósticos depende en gran medida de la modelización numérica, que utiliza el estado de la superficie oceánica y las condiciones hidrológicas de las cuencas hidrográficas en sus condiciones iniciales y de contorno.

Gestión del agua dulce para el consumo urbano, industrial y agrícola.

El conocimiento preciso de las fuentes de agua disponibles es fundamental para la toma de decisiones de las organizaciones que distribuyen agua para uso agrícola, urbano e industrial. Los datos del análisis FODA contribuirán a nivel global al proporcionar a las empresas de suministro y distribución de agua información sobre los principales embalses, los ríos más grandes y sus cuencas hidrográficas, lo que les permitirá planificar la gestión de las reservas de agua a largo plazo.

Modelado de inundaciones mejorado

Las inundaciones, ya sean por desbordamiento de ríos o en regiones costeras, se encuentran entre los desastres naturales más costosos. Los datos de altimetría de la misión SWOT permitirán medir la forma tridimensional de las olas de inundación, monitorear los niveles de agua y mejorar las mediciones de los detalles topográficos locales en las llanuras aluviales. Todo esto mejorará la capacidad de predicción de futuras inundaciones.

Dinámica oceánica costera

La dinámica oceánica costera es importante para numerosas aplicaciones sociales. Presenta escalas espaciales y temporales menores que la dinámica del océano abierto y requiere una monitorización más precisa. SWOT proporcionará observaciones globales de alta resolución en regiones costeras para el estudio de corrientes costeras y marejadas ciclónicas. Si bien SWOT no está diseñado para monitorizar los rápidos cambios temporales de los procesos costeros, su cobertura permitirá caracterizar la estructura espacial de su dinámica cuando se produzcan dentro de dicha cobertura.

Reducir el riesgo ambiental y contribuir a la formulación de políticas públicas.

En términos más generales, SWOT mejora la observación global del almacenamiento y los flujos de agua, proporcionando datos únicos para esclarecer la física de la dinámica oceánica y el ciclo del agua terrestre. Estos datos tienen aplicaciones prácticas en múltiples disciplinas, desde la mitigación de desastres —como la predicción de inundaciones y huracanes— hasta la gestión de recursos agrícolas, energéticos y de salud pública.

El instrumento principal en SWOT es el interferómetro de radar de banda Ka ( KaRIn ), que utiliza tecnología de radar de apertura sintética (SAR), especialmente interferometría SAR . ^{[ 11 ]} Debido a que SWOT opera en las longitudes de onda relativamente cortas de la banda Ka , 11–7 mm (27–43 GHz) –en comparación con la serie Jason de banda Ku , 25–17 mm (12–18 GHz) – y en ángulos de incidencia cercanos al nadir (<5°), está diseñado para ser excepcionalmente apropiado para medir elevaciones de la superficie del agua y extensiones de inundación.    

El satélite contará con dos antenas de radar en los extremos de un mástil de 10 m (33 pies) , lo que le permitirá medir la elevación de la superficie en una franja de 120 km (75 millas) de ancho. El nuevo sistema de radar es más pequeño, pero similar, al que voló en la Misión Topográfica de Radar del Transbordador (SRTM) de la NASA, que realizó mediciones de alta resolución de la superficie terrestre en el año 2000. ^{[ 12 ]}    

También se utilizará un altímetro radar nadir convencional, que medirá justo debajo del satélite, como se hizo en las misiones Topex/Poseidon , la serie Jason y SARAL . Se trata de un altímetro de "clase Jason". ^{[ 13 ]}

SWOT fue desarrollado por un grupo internacional de hidrólogos y oceanógrafos para proporcionar una mejor comprensión de los océanos del mundo y sus aguas superficiales terrestres. ^{[ 14 ]} Proporcionará a los científicos su primera visión integral de los cuerpos de agua dulce de la Tierra desde el espacio y mediciones mucho más detalladas de la superficie oceánica que nunca antes. ^{[ 15 ]} Para 2019, el hardware de la misión estaba en construcción activa, los algoritmos para producir productos de datos de hidrología y oceanografía estaban en desarrollo final, y se estaban finalizando los métodos de calibración/validación y las actividades posteriores al lanzamiento. La nave espacial fue lanzada en un SpaceX Falcon 9 el 16 de diciembre de 2022. ^{[ 3 ]}

El acoplamiento de la carga útil fabricada por el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) tuvo lugar el 11 de agosto de 2021 en el Centro Thales Alenia Space de Cannes , Francia .

• Jason-3

• Aguas superficiales y topografía oceánica en NASA.gov
• Topografía de la superficie oceánica desde el espacio en NASA.gov
• Biblioteca del proyecto CNES en CNES.fr
• Portal AVISO+ para análisis FODA