Mejorando la manera de predecir las sequías

Hasta hace algunos años, ciertos datos necesarios para predecir sequías se obtenían "a ojo". En la actualidad, científicos de la NASA aprenden a utilizar instrumentos ubicados en satélites para mejorar dicho método.

Desde los desiertos del Sudoeste hasta los bosques de pinos en el "Sur Profundo" de Estados Unidos, los habitantes de las zonas con sequías tienen un sólo deseo en mente: "¡Ojalá lloviese!".

Técnicamente, lo que deberían desear es un "mayor flujo fluvial", dice el Dr. Ashutosh Limaye, un hidrólogo del Centro Nacional de Tecnología y Ciencias del Espacio (National Space Science and Technology Center ó NSSTC, en idioma inglés), ubicado en Huntsville, Alabama.

Flujo fluvial (streamflow, en idioma inglés) es un término que usan los especialistas en manejo de agua para referirse simplemente a la cantidad de agua que fluye en arroyos y ríos. Las áreas con sequías tienen un flujo fluvial reducido y los expertos creen que pueden mejorar la manera de predecirlas estudiando este indicador clave de condiciones de sequedad.

Mapa de las condiciones de sequía en Estados Unidos.[Más información]

"El flujo fluvial siempre está cambiando, día a día e incluso minuto a minuto, por muchas razones: la evaporación del agua de los suelos, así como de depósitos y de residuos de lluvia, el derretimiento de nieve, la transpiración de plantas y árboles y otros fenómenos en los cuales influyen la naturaleza y los seres humanos", explica el investigador. Los Centros de Predicción Fluvial (River Forecast Centers, en idioma inglés) del Servicio Meteorológico Nacional (National Weather Service, en idioma inglés) tienen que tomar en cuenta todos estos factores cuando predicen el flujo fluvial.

"Si pudiésemos ayudar a los meteorólogos a calcular cualquiera de los anteriores factores con mayor precisión, ellos podrían predecir mejor las condiciones de sequía con meses de anticipación", dice el Dr. Limaye. "Estas predicciones son fundamentales porque tienen influencia sobre la toma de decisiones importantes respecto de las medidas a adoptar en caso de sequía, como el mantenimiento del agua en las reservas y las restricciones en el uso del agua".

Cuando el equipo de Limaye preguntó a los funcionarios de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (National Oceanic and Atmospheric Administration o NOAA, en idioma inglés), entre quienes se encuentra el Dr. Mike Smith, de la Oficina para el Desarrollo Hidrológico (Office of Hydrologic Development, en idioma inglés), cómo podría la NASA específicamente ayudar a mejorar la manera de realizar pronósticos sobre el flujo fluvial, los funcionarios seleccionaron un aspecto en particular: las nubes.

¿Por qué las nubes? "Porque la mayoría del agua que cae al suelo se evapora y la evaporación es un enorme componente del total del agua que hay en la superficie", explica Limaye. "Así que es importante saber los valores correctos. Las nubes afectan a la radiación solar, la cual posee una gran influencia sobre la evaporación".

Complejidad del flujo fluvial.[Más información]

Los cálculos de las áreas nubosas realizados por el Servicio Meteorológico Nacional, entre las décadas de 1960 y 1990, se llevaban a cabo de manera similar a la que se describe a continuación: un técnico especializado salía literalmente de su oficina, inclinaba la cabeza hacia atrás, echaba un vistazo al cielo como si fuese un viejo granjero y calificaba la nubosidad en una escala del 1 al 8.

En los años noventa, estas observaciones manuales fueron reemplazadas por un aparato llamado "ceilómetro", que es parte del Sistema Automatizado de Observación de Superficies (Automated Surface Observing System o ASOS, en idioma inglés), el cual tiene un rayo láser que apunta al cielo. Los rebotes de este rayo se usan para detectar nubes.

"Créase o no, este nuevo método no es ni remotamente tan preciso como mirar hacia el cielo", dice el Dr. Limaye. "El ceilómetro solamente puede detectar nubes localizadas hasta 3.500 metros de altura. En cambio, si no hay nubes bajas que bloqueen la visión, el ojo humano puede ver nubes ubicadas a alturas superiores a los 6.000 metros, que es a la altura que flotan las nubes Cirro, de aspecto tenue. Y las nubes cirro, incluso aquellas que flotan a gran altura, pueden influir en la cantidad de radiación que provoca la evaporación".

Allí es donde el equipo del Dr. Limaye puede ayudar. Los científicos de la NASA usan los instrumentos a bordo de satélites para topografiar aspectos diversos de la superficie de la Tierra, como la vegetación, la temperatura del suelo y otras variables de interés. Normalmente, estos investigadores verían a las nubes como ruido que contamina la señal que tratan de detectar. En resumen, las nubes se entrometen. "Pero lo que para una persona es ruido, para otra es una señal", dice Limaye. "Podemos usar las áreas nubosas como datos. De hecho, eso es exactamente lo que la NOAA quiere ver".

Un satélite de la NASA, llamado MODIS, que es la abreviatura de Espectroradiómetro de Imagen de Resolución Moderada (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer, en idioma inglés), puede detectar nubes localizadas hasta en lo más alto de la atmósfera. El ASOS, de la NOAA, sólo puede ver nubes a alturas máximas de 3.500 metros y no tiene la precisión del MODIS. Sin embargo, graba datos sobre la nubosidad en forma contínua y provee un panorama de lo que sucedió a lo largo del día, mientras que el MODIS solamente pasa dos veces al día sobre un área determinada. Para el equipo del Dr. Limaye tenía sentido trabajar con las dos herramientas en conjunto, complementándolas, en donde una rellene el hueco de la otra.

"Los instrumentos combinados producen cálculos de la radiación solar mucho mejores que los que otorgan individualmente", afirma Limaye. "Podremos restablecer lo que el Servicio Meteorológico Nacional perdió cuando dejó de hacer observaciones manuales de la nubosidad".

Los análisis preliminares muestran que los datos sobre la nubosidad proporcionados por el MODIS proveen cálculos de evaporación que son 25% más precisos. Ahora los investigadores analizan cómo el hecho de agregar los datos de la NASA mejora las estimaciones del flujo fluvial que dependen de los cálculos de evaporación. Esos números estarán disponibles muy pronto.

Después de todo eso, ¿piensa que ellos podrían hacer algo para que llueva más?

Traducido al español por Carlos Román
Fuente: Ciencia@NASA