17 de mayo del 2017. Un equipo de científicos de la Universidad Sapienza de Roma, Italia, y el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, ha desarrollado un nuevo enfoque para ayudar en el desarrollo continuo de los sistemas de detección oportuna de tsunamis, en base a las mediciones de cómo los tsunamis perturban una parte de la atmósfera de Tierra .
El nuevo enfoque, denominado Enfoque variométrico de tiempo real de observación de la ionosfera, o VARION, utiliza observaciones de GPS y otros sistemas de navegación global por satélite (GNSS) para detectar, en tiempo real, las perturbaciones en la ionosfera de la Tierra asociadas con un tsunami.
La ionosfera es la capa de la atmósfera de la Tierra que se encuentra desde aproximadamente entre las 50 a 621 millas (80 a 1.000 kilómetros) sobre la superficie de la Tierra. Que es ionizada por la radiación solar y cósmica y es mejor conocida por la aurora boreal (luces del Norte) y aurora australis (luces del sur).
Cuando se forma un tsunami y se mueve a través del océano, las crestas y los valles de sus ondas comprimen y extienden el aire por encima de ellos, con la correspondiente creación de movimientos en la atmósfera conocida como ondas de gravedad internas.
Las ondulaciones de las ondas de gravedad internas se amplifican a medida que viajan hacia arriba en un ambiente que se vuelve más delgado con la altitud. Cuando las olas llegan a una altitud de entre 186 a 217 millas (300 a 350 kilómetros), causan cambios detectables a la densidad de electrones en la ionosfera. Estos cambios pueden ser medidos cuando las señales GNSS, tales como los de GPS, viajan a través de estas perturbaciones de tsunami inducidas.
VARION fue diseñado bajo la dirección de Sapienza de Mattia Crespi. El autor principal del algoritmo es Giorgio Savastano, un estudiante de doctorado en geodesia y geomática en Sapienza y un empleado de afiliados en el JPL, que lleva a cabo el desarrollo y la validación del algoritmo. El trabajo se esbozó recientemente en un estudio financiado por la NASA Sapienza- y publicado en la revista como informes científicos de Nature.
En 2015, Savastano le otorgó una beca por el Consiglio Nazionale degli Ingegneri (CNI) y científicos italianos y académicos de América del Norte Fundación (ISSNAP) para una pasantía de dos meses en el JPL, donde se unió al Grupo de Teledetección de la ionosfera y atmosférica bajo la supervisión de Attila Komjathy y Anthony Mannucci.
«VARION es una aportación novedosa a los futuros sistemas de alerta temprana contra los tsunamis operativos integrados», dijo Savastano. «Actualmente estamos incorporando el algoritmo en el Sistema Global GPS Diferencial del JPL, que proporcionará acceso en tiempo real a los datos de cerca de 230 estaciones GNSS de todo el mundo que recogen datos de múltiples constelaciones de satélites, incluyendo GPS, Galileo, GLONASS y BeiDou.» Desde tsunamis significativos son poco frecuentes, el ejercicio VARION usando una variedad de datos en tiempo real ayudará a validar la investigación algoritmo y avanzar en este enfoque de detección de tsunamis.
Savastano dice VARION se puede incluir en los estudios de diseño para sistemas de detección oportuna de tsunamis que utilizan datos de una variedad de fuentes, incluyendo los sismómetros, boyas, los receptores GNSS y sensores de presión del fondo oceánico.
Una vez que se detecta un terremoto en un lugar específico, un sistema podría comenzar a procesar mediciones en tiempo real de la distribución de los electrones en la ionosfera desde múltiples estaciones terrestres situadas cerca del epicentro del sismo, en busca de cambios que pueden estar correlacionadas con la formación esperada de una tsunami. Las mediciones serían recogidas y procesadas ??por una instalación de procesamiento central para proporcionar evaluaciones y mapas de riesgo de eventos sísmicos individuales. Se espera que el uso de múltiples tipos de datos independiente contribuyan a la robustez del sistema.
«Esperamos que demostrar que es factible el uso de mediciones de la ionosfera para detectar tsunamis antes de que afecten las áreas pobladas», dijo Komjathy. «Este enfoque añade información adicional a los sistemas existentes, como complemento de otros enfoques. Otros peligros pueden evitarse también usando observaciones de la ionosfera en tiempo real, incluyendo erupciones volcánicas o meteoritos.»
La observación de la ionosfera, y el clima terrestre por debajo de ella cómo las interfaces con el espacio anterior, sigue siendo un objetivo importante para la NASA. Dos nuevas misiones – el Explorador de conexión de la ionosfera y las observaciones a escala mundial de la extremidad y Disco – se han previsto poner en marcha a principios de 2018 para observar la ionosfera, que en última instancia debe mejorar una amplia gama de modelos utilizados para proteger a los humanos sobre el terreno y satélites en el espacio.