Sistemas de observación meteorológica / 2.

Hoy os presentamos la segunda parte del artículo que publicamos hace dos semanas en nuestro blog, abordando el tema de los sistemas de observación meteorológica.

Teledetección

A partir de los años 60, los satélites han transformado radicalmente la forma de cómo observar la atmósfera. Teledetección es la técnica que permite obtener información a distancia de objetos sin que exista un contacto material. Para que ello sea posible es necesario que exista algún tipo de interacción entre los objetos observados, situados sobre la superficie terrestre, marina o en la atmósfera, y un sensor situado en una plataforma (satélite, avión, etc.). En el caso de la teledetección la interacción se establece por la radiación de tres tipos: 

  • radiación solar reflejada por los objetos (luz visible e infrarrojo reflejado) 
  • radiación terrestre emitida por los objetos (infrarrojo térmico)
  • radiación emitida por el sensor y reflejada por los objetos (radar) 

Las técnicas basadas en los dos primeros tipos se conocen como teledetección pasiva y la última como teledetección activa. 

El huracán Dorian, en una imagen infrarroja, captada por el satélite GOES16.
Fuente: Weathernerds.org

Observaciones aerotransportadas

El crecimiento de la aviación en el siglo XX implicó un incremento significativo de la capacidad para acceder fácilmente a la atmósfera inferior mediante el transporte de instrumentos en aeronaves. Las infraestructuras de investigación aerotransportadas se emplean a lo largo y ancho del planeta para estudiar procesos tanto atmosféricos como producidos en la superficie de los océanos o los continentes. Las infraestructuras de investigación aerotransportadas se utilizan para estudiar la composición atmosférica, el desarrollo de precipitaciones y partículas en las nubes, la transferencia radiativa en la atmósfera e imágenes de las superficies continental y oceánica. En este último caso permite inferir, por ejemplo, las propiedades del suelo o la vegetación y la calidad del agua. Un ejemplo inusual de esta estrategia es la modificación de una aeronave para penetrar en las tormentas eléctricas, que sería imposible con las operaciones normales de las aeronaves.

El concepto de los sistemas aerotransportados puede referirse también a observaciones ocasionales. Por ejemplo: la salida, para rescate marítimo, de un avión de salvamento. En la foto: el Sasemar 101, que cuenta con tecnología avanzada de observación.
Fuente: Salvamento Marítimo.

Necesidades sociales y sistemas de observación

La evolución de los sistemas de observación atmosférica demuestra que en las últimas décadas muchos hitos científicos no hubieran sido posibles sin el desarrollo de los sistemas de observación (por ejemplo, el radar) que se desarrollaron a lo largo de decenios y a menudo con otros fines (por ejemplo, la detección de aeronaves enemigas). 

A lo largo de las últimas décadas se ha revelado que hay una retroalimentación mutua entre el desarrollo de los sistemas de observación y los avances en la ciencia de la meteorología. No hubiera sido posible entender a fondo el mecanismo de las supercélulas sin la evolución de la teledetección activa (radar Doppler por ejemplo) y del mismo modo, el incremento de la afectación por fenómenos adversos impulsó el desarrollo de nuevos métodos de observación (“dropsondes” en huracanes).

Imagen de una supercélula a través de un radar Doppler. El gradiente del color señala las áreas de convergencia o rotación. Fuente: National Weather Service.

La Organización Meteorológica Mundial reconoce que la rápida urbanización requiere el desarrollo de nuevos tipos de servicios que aprovechen al máximo la ciencia y la tecnología y considera que el reto de prestarlos se ha convertido en una de las principales prioridades de la comunidad meteorológica. Esos servicios integrados del área de meteorología, medio ambiente y clima ayudarían a las ciudades a hacer frente a peligros como las inundaciones, las olas de calor o los episodios de contaminación atmosférica. El objetivo es construir ciudades inteligentes que mediante la combinación de redes de observación no convencionales, predicciones meteorológicas de alta resolución, sistemas de alerta temprana y servicios climáticos satisfagan las necesidades especiales que permite la construcción de ciudades sostenibles.

La miniaturización de los sensores meteorológicos ofrece a los usuarios dispositivos de vigilancia meteorológica de bajo coste que pueden colocarse casi en cualquier lugar, incluidos los vehículos terrestres y aéreos. Los aparatos conectados junto con su localización mejoran en gran medida el acceso a la información relacionada con el tiempo que antes no estaba disponible a una resolución tan alta. El “Internet de las cosas” (IoT) permite el acceso a estos datos, su procesamiento mediante medios de comunicación inalámbrica de baja potencia y el almacenamiento en la nube. El desarrollo de las nuevas redes 5G hará que estas tecnologías prosperen a pasos agigantados, disminuyendo el tiempo de espera para recibir estos datos y acercándonos más aún al los datos en tiempo real.

En Meteoclim, gracias a nuestra integración con Wireless DNA, hemos podido relacionar la información de las redes de telecomunicaciones con la situación meteorológica, lo que define la tecnología de observación meteorológica no tradicional en la que trabajamos actualmente y que fue presentada el año pasado en el Global Travel & Tourism Innovation Summit, como os explicábamos en esta entrada.

En azul la red actual de estaciones meteorológicas en Ciudad de México (9 puntos) y en amarillo los puntos de observación de precipitación (más de 2500) con una nueva tecnología que integra sensores tradicionales (radar, satélite y estaciones meteorológicas) con información de las redes de telefonía móvil. Fuente: Meteoclim y Wireless DNA.

Fuentes:

https://meteoclim.com/

https://twitter.com/salvamentogob/

https://www.encyclopedie-environnement.org/en/air-en/meteorological-observations-over-past-centuries/

https://public.wmo.int/en/programmes/global-observing-system

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