Predicciones meteorológicas y climáticas mejoradas
Las previsiones meteorológicas se sustentan en la precisión de las condiciones iniciales (el «análisis») y las representaciones numéricas de la atmósfera. Los análisis se preparan conforme a mediciones de la temperatura, la velocidad del viento y la humedad que se realizan entre la superficie terrestre y una altura de sesenta a ochenta kilómetros. Hoy por hoy, el componente más importante que falta en el sistema de observación del planeta son las observaciones del viento, sobre todo en las zonas cubiertas por los océanos. Los modelos de predicción meteorológica numérica (NWP) aplican fórmulas matemáticas sobre los procesos atmosféricos para generar previsiones basándose en las condiciones actuales (según se han captado en las observaciones). Son modelos que generan previsiones climáticas a escalas temporales de horaria a semanal y proporcionan numerosos detalles espaciales. Para predecir el clima, los modelos tienen que incluir predicciones sobre la atmósfera, los océanos y la tierra, así como la composición atmosférica y sus variaciones. Los resultados de los modelos climáticos se usan ya con profusión para comprender el cambio climático presente y futuro. La falta de observaciones y otras imperfecciones de los modelos provocan la presencia de incertidumbres en los análisis y en las previsiones. Sin embargo, incluso si se contara con modelos perfectos y con un conocimiento preciso de las condiciones iniciales, a medida que se incrementara el plazo abarcado por las previsiones aumentaría también la incertidumbre, dado que se trata de un flujo no lineal. El proyecto financiado con fondos europeos MODES (Modal analysis of atmospheric balance, predictability and climate) abordó estos desafíos ofreciendo una perspectiva global de la capacidad predictiva de los modelos NWP. «Un equipo de climatólogos estudió las propiedades dinámicas de la atmósfera y el clima en diferentes escalas espaciales y temporales, y demostró con su labor que cuanto mayor es la escala espacial más crece el grado de incertidumbre en las condiciones iniciales que sustentan las predicciones», declaró la profesora Nedjeljka Žagar, coordinadora del proyecto. Los investigadores desarrollaron e implantaron una nueva herramienta informática (llamada MODES) para analizar el equilibrio atmosférico y la capacidad de predicción en los modelos meteorológicos y climáticos. Se trata de un enfoque innovador que se usa para validar y mejorar los modelos climáticos. «MODES proporcionó una perspectiva global, tridimensional y basada en la escala acerca de la capacidad para la predicción atmosférica asociada al análisis de las incertidumbres relativas a la circulación equilibrada y no equilibrada», comentó la profesora Žagar. «Los resultados revelaron que la mayor parte de las incertidumbres se producen en los trópicos y que se deben a las ondas gravito-inerciales», explicó. El estudio puso sus miras en el equilibrio atmosférico y la capacidad de predicción en lo referente a la energía de distintos tipos de ondas: ondas de Rossby —equilibradas— y ondas gravito-inerciales (IG) —no equilibradas—. El método de representación de la función de onda de modo normal es la base de la metodología propuesta en MODES. «Los niveles de energía asociados a las ondas IG son muy inferiores a los de las ondas Rossby, a lo que hay que sumar que sus escalas espaciales suelen ser más reducidas, lo que las hace difíciles de modelar. No obstante, desempeñan un papel muy importante dado que su repercusión meteorológica y atmosférica es muy acusada, por lo que resulta fundamental validar sus propiedades en modelos NWP y climáticos», aseveró la profesora Žagar. De esta forma, MODES ofreció un método para realizar estimaciones referentes a la temperatura y las alteraciones eólicas relacionadas con las ondas IG en los datos globales. Este método puede utilizarse para validar ondas IG en modelos NWP y climáticos estableciendo comparaciones directas con observaciones de los flujos de ondas gravitacionales realizadas durante periodos de estudio exhaustivo. Los resultados del proyecto resultarán útiles para los miembros de la comunidad científica dedicada a la elaboración de modelos NWP y climáticos y para todos aquellos que dependen de su labor. El software MODES se puso a disposición de la comunidad consagrada a la investigación atmosférica. También se incorporó al principal modelo de predicción meteorológica, el del Centro Europeo de Previsión Meteorológica a Medio Plazo. Por último, cabe destacar que cada día se publican resultados seleccionados del análisis modal en la página web del proyecto.
Palabras clave
Meteorología, clima, NWP, MODES, equilibrio atmosférico, análisis modal
