Un mejor pronóstico inmediato puede revelar qué tiempo está a punto de ocurrir en un radio de 500 metros

Comando de Movilidad Aérea

El pronóstico del tiempo es impresionantemente preciso dado lo cambiante y caótico que puede ser el clima de la Tierra. No es inusual obtener pronósticos de 10 días con un nivel razonable de precisión.

Pero aún queda mucho por hacer. Un desafío para los meteorólogos es mejorar su predicción inmediata, la capacidad de pronosticar el clima en las próximas seis horas con una resolución espacial de un kilómetro cuadrado o menos.

En áreas donde el clima puede cambiar rápidamente, eso es difícil. Y hay mucho en juego. La actividad agrícola depende cada vez más de la predicción inmediata, y la seguridad de muchos eventos deportivos también depende de ella. Luego existe el riesgo de que lluvias repentinas provoquen inundaciones repentinas, un problema creciente en muchas áreas debido al cambio climático y la urbanización. Eso tiene implicaciones para la infraestructura, como la gestión de aguas residuales, y para la seguridad, ya que este tipo de inundación puede causar la muerte.

Así que a los meteorólogos les encantaría tener una mejor manera de hacer sus pronósticos inmediatos.

Ingrese Blandine Bianchi de EPFL en Lausana, Suiza, y algunos colegas, quienes han desarrollado un método para combinar datos meteorológicos de varias fuentes para producir pronósticos inmediatos con precisión mejorada. Su trabajo tiene el potencial de cambiar la utilidad de este tipo de pronóstico para todos, desde agricultores y jardineros hasta servicios de emergencia e ingenieros de alcantarillado.

El pronóstico actual está limitado por los datos y la escala en la que se recopilan y procesan. Por ejemplo, los datos satelitales tienen una resolución espacial de 50 a 100 km y permiten el seguimiento y pronóstico de grandes células de nubes en una escala de tiempo de seis a nueve horas. Por el contrario, los datos de radar se actualizan cada cinco minutos, con una resolución espacial de alrededor de un kilómetro, y conducen a predicciones en la escala de tiempo de una a tres horas. Otra fuente de datos son los enlaces de microondas utilizados por las empresas de telecomunicaciones, que se degradan con las lluvias.

Claramente, el radar tiene un gran potencial para la predicción inmediata y, de hecho, los meteorólogos han dedicado importantes recursos a estudiarlo. El enfoque más simple es tomar una instantánea del patrón actual de lluvia con su velocidad y dirección, y luego traducir este patrón en el espacio.

Esto funciona en escalas de tiempo cortas y una resolución de alrededor de 4 km. Pero después de 40 minutos más o menos, se pierde cualquier capacidad de pronóstico, dicen Bianchi y compañía. Y con una resolución mayor de alrededor de 1 km, la capacidad de pronóstico se reduce a menos de 15 minutos.

Una forma de mejorar estos pronósticos es correlacionar las imágenes de radar con las mediciones de lluvia sobre el terreno. Esto proporciona una forma adicional de restringir el modelo meteorológico y mejorarlo. Esta es esencialmente la técnica que Bianchi y compañía han desarrollado.

Estas personas combinaron los datos recopilados en 2009 de 14 pluviómetros, 14 enlaces de microondas y las mediciones de lluvia de radar de MeteoSwiss en el área de 20x20 km alrededor de Zúrich en Suiza. Luego, el equipo usa estos datos de un período de tiempo específico para pronosticar la lluvia en escalas de tiempo de hasta 30 minutos.

Dado que los datos son históricos, pueden comparar el pronóstico con la precipitación real para determinar su precisión.

Los resultados son prometedores. Una suposición importante que hacen los meteorólogos es que la atmósfera seguirá cambiando de la misma manera que lo hace ahora. Esto se llama persistencia lagrangiana y, a menudo, da en el clavo.

Cuando esta suposición es correcta, dicen Bianchi y compañía, sus pronósticos inmediatos producen pronósticos precisos con más de 20 minutos de anticipación a una escala de tan solo 500 metros. Eso es impresionante. Tendría implicaciones significativas para la gestión en tiempo real de la escorrentía de agua en los sistemas de alcantarillado urbano y en las actividades agrícolas.

Pero la suposición de la persistencia lagrangiana no siempre es cierta. A veces, la atmósfera sufre cambios inesperados, por ejemplo, eventos de calentamiento repentinos que provocan celdas de convección. Y cuando esto sucede, la precisión de los pronósticos cae dramáticamente. En el caso de eventos convectivos, el rendimiento del algoritmo de predicción inmediata disminuye rápidamente después de 15 minutos, debido al rápido desarrollo y movimiento de las células de lluvia, dicen Bianchi y compañía.

Eso impone algunos límites importantes sobre lo que puede hacer este tipo de predicción inmediata. Sin embargo, incluso la capacidad de caracterizar la incertidumbre de un pronóstico inmediato es un desarrollo importante, dicen Bianchi y compañía.

Claramente hay más trabajo por hacer. Pero en algunas áreas, los pronósticos inmediatos precisos en la escala de cientos de metros es un objetivo que los meteorólogos claramente tienen en la mira.

Ref: arxiv.org/abs/1810.11811 : Pronóstico inmediato de precipitaciones mediante la combinación de radares, enlaces de microondas y pluviómetros

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