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04-Ago-2008

La NASA trabaja para mejorar los pronósticos meteorológicos a corto plazo

Utilizando datos del satélite Aqua, de la NASA, un joven científico ha logrado una mejoría significativa en la manera de predecir el estado del tiempo.

En ciertas ocasiones, los segundos cuentan. Si una furiosa tormenta pasara por su localidad espolvoreando tornados, unos pocos momentos podrían realmente hacer la diferencia.

Will McCarty, un estudiante de posgrado del Centro Nacional de Ciencias Espaciales y Tecnología (National Space Science and Technology Center, en idioma inglés), está trabajando con datos proporcionados por el satélite Aqua, de la NASA, con el objetivo de mejorar los pronósticos del tiempo a corto plazo —el tipo de predicciones que podrían ayudarnos a sobrevivir a esa gran tormenta.


Clima severo sobre DeWitt, Michigan, el 14 de junio de 2008. Crédito de la fotografía y derechos de autor: Daniel O'Malley.

Bajo la guía de su mentor, Gary Jedlovec, McCarty ya ha aprendido cómo realizar una mejora de 3 horas en los pronósticos a 48 horas. "Esto podrá parecer poco tiempo, pero dígale eso a alguien que ha sobrevivido a un desastre meteorológico por muy poco", dice McCarty.

Ellos lograron esta mejoría combinando mediciones de la Sonda Infrarroja Atmosférica (Atmospheric Infrared Sounder o AIRS, en idioma inglés), del satélite Aqua, con modelos meteorológicos. Pero entender cómo funciona AIRS es algo mágico, veamos primero cómo se realizan los pronósticos del tiempo:

Dos veces al día, en todo el mundo, utilizando globos sonda, se hacen mediciones de la temperatura, del viento, de la presión del aire y de la humedad. Estos globos realizan muestreos en la capa más baja de la atmósfera, de 11 a 16 km (7 a 10 millas) de altura, que es donde ocurren los fenómenos meteorológicos. Luego se realizan más mediciones desde estaciones ubicadas en la superficie y también desde aviones y radares meteorológicos. Todos estos datos forman una "fotografía instantánea" del clima de un territorio en un momento determinado, cada 12 horas.


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A continuación, las mediciones son incorporadas a modelos de predicción meteorológica —ecuaciones codificadas en computadoras que describen las interacciones entre las variables que tienen más influencia sobre el clima, y que mencionamos anteriormente, además de otras interacciones. El encargado de los pronósticos del tiempo interpreta los resultados de los modelos para hacer su predicción del tiempo local.

En ocasiones, la vida de muchos seres humanos depende de este proceso, por mundano que parezca.

"Cuanto mejores sean los resultados del modelo, más puede confiar en él quien realice el pronóstico; de este modo, puede utilizar dicho modelo como una herramienta para hacer su predicción y así dar al público pronósticos más acertados", dice McCarty.


Will McCarty, del Centro Nacional de Ciencias Espaciales y Tecnología, en Huntsville, Alabama.

AIRS mejora los resultados de los modelos mejorando a la vez los datos que se incorporan: usando la sonda espacial Aqua, de la NASA, para observar la atmósfera a través de casi 2.400 canales espectrales distintos, AIRS crea un preciso mapa tridimensional de la temperatura atmosférica, de la cantidad de vapor de agua, de las nubes y de los gases de invernadero.

"AIRS tiene una mejor resolución que los instrumentos que la preceden, así que puede llevar a cabo mediciones más detalladas", afirma McCarty. "Este instrumento realiza análisis más finos, lo cual mejora los pronósticos que en ellos se basan".

El principal interés de McCarty y de Jedlovec son las "radiancias" infrarrojas de AIRS, o sea, las mediciones de la energía térmica emitida por la superficie y por la atmósfera de la Tierra. Los investigadores estudian estas radiancias porque les proveen de mediciones a gran escala de los patrones que siguen la temperatura y el vapor de agua en la atmósfera.

"Las mediciones de las radiancias, en general, permiten observar muchos lugares, particularmente sobre los océanos, que pocas veces se pueden medir con métodos tradicionales, si es que pueden medirse", explica McCarty. "AIRS nos otorga la mejor imagen de la estructura vertical de la temperatura y de la humedad que se pueda llevar a cabo desde el espacio".

Así, la fama de AIRS se debe a su capacidad de aumentar tanto el área de la atmósfera de la Tierra que se mide como el detalle con el cual se hacen las mediciones.


Una toma instantánea infrarroja típica de AIRS. En ella se ve el tifón Nakri, sobre el que Aqua voló el 20 de mayo de 2008.

¿Cuál es el siguiente paso? "Trabajar con las nubes", dice McCarty. "La energía infrarroja no penetra bien las nubes. Cuando hay nubes alrededor, el instrumento realmente sólo puede ver lo que sucede en las partes altas de esas nubes".

Cuando las nubes son bajas, sin embargo, todavía se pueden obtener buenos datos de la capa de aire que se encuentra encima de ellas porque es posible medir prácticamente toda la atmósfera. Estos datos se han desperdiciado hasta ahora —se los ha descartado junto con todos los otros datos contaminados por nubes.

En la actualidad, McCarty está trabajando en un algoritmo para identificar qué canales son realmente inútiles y cuáles son válidos. Su método ayudará a identificar qué datos son buenos y útiles para, de este modo, incrementar la cantidad de información que se recolecta, lo cual hará posible hacer pronósticos aún más precisos. Muy pronto, McCarty estará incorporando sus datos a un modelo de predicción meteorológica para saber qué tan importantes son las mejoras.

Una mejora de 3 horas podría ser apenas el comienzo.

Fuente: Ciencia@NASA
Traductor al español: Carlos Román


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