Investigadores han desarrollado un algoritmo para medir el viento mediante el vapor de agua.
Los investigadores obtuvieron datos sobre el movimiento del vapor de agua utilizando dos satélites operativos de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica.
El nuevo método podría ayudar a predecir fenómenos extremos como huracanes y tormentas.
Investigadores han desarrollado un algoritmo para medir el viento mediante el vapor de agua.
La velocidad y la dirección del viento ofrecen pistas para pronosticar los patrones meteorológicos. De hecho, el viento influye en la formación de nubes al unir el vapor de agua.
El nuevo método podría ayudar a predecir fenómenos extremos como huracanes y tormentas.
El estudio publicado en la revista Geophysical Research Letterspresenta, por primera vez, datos sobre la distribución vertical de los vientos horizontales en los trópicos y las latitudes medias. Los investigadores obtuvieron datos sobre el movimiento del vapor de agua utilizando dos satélites operativos de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, o NOAA, el organismo federal encargado de los pronósticos meteorológicos.
El viento reúne todo lo demás que hay en la atmósfera, incluidas las nubes, aerosoles, el vapor de agua, las precipitaciones y la radiación, afirma Xubin Zeng, coautor del estudio y director del grupo colaborativo de dinámica climática e hidrometeorología de la Universidad de Arizona. Sin embargo, el viento ha seguido siendo un fenómeno algo esquivo.
«Nunca conocimos muy bien el viento. Quiero decir, es la última frontera. Por eso me entusiasma», afirma Zeng.
Gracias a algoritmos más avanzados, los investigadores pudieron estimar los vientos horizontales no solo a una altitud, sino a distintas altitudes en el mismo lugar, explica Zeng. «Esto no era posible hace una década», afirma.
Medición del vientonormalmente se realiza de tres maneras distintas, explica Zeng. La primera consiste en utilizar una radiosonda, un equipo de instrumentos suspendido de un globo de 6 pies de ancho. Los sensores de la radiosonda miden la velocidad y la dirección del viento, así como la presión atmosférica, la temperatura y la humedad relativa.
Zeng señala que el inconveniente de los globos con radiosonda es el costo. Cada lanzamiento puede costar entre 400 y 500 dólares, y algunas regiones, como África y la selva amazónica, cuentan con pocas estaciones de radiosonda. Otra limitación es que las radiosondas no están disponibles sobre los océanos, afirma Zeng.
Otra manera de medir el viento es utilizar la parte superior de las nubes, es decir, la altura a la que se encuentra la parte visible más alta de la nube, explica Zeng. Al rastrear el movimiento de la parte superior de las nubes con datos de satélites geoestacionarios, los expertos meteorológicos monitorean la velocidad y la dirección del viento a una sola altura.
Sin embargo, Zeng afirma que la parte superior de las nubes suele encontrarse por debajo de las 2 millas o por encima de las 4 1/2 millas sobre la superficie de la Tierra, según se trate de nubes bajas o altas. Esto significa que normalmente no se dispone de información sobre el viento en la franja intermedia, entre las 2 y las 4 1/2 millas.
El lidar, sigla de detección y medición de distancias por luz, es un método que mide con precisión los movimientos del viento a distintas alturas y proporciona datos de muy buena calidad, afirma Zeng. Sin embargo, con el lidar, las mediciones solo pueden obtenerse en una «cortina» vertical, y el viento medido suele ser el que sopla en dirección este-oeste, añade.
Hoy en día, para estudiar temas como la calidad del aire y la dispersión de cenizas volcánicas, que se ven directamente afectados por el viento, los expertos utilizan modelos de pronóstico meteorológico para incorporar mediciones de distintas fuentes, en lugar de medir directamente el viento, explica Zeng. Sin embargo, los resultados de los modelos no son suficientemente buenos cuando llueve, afirma.
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En el nuevo estudio, Zeng y su equipo evitaron utilizar datos de modelos. En su lugar, utilizaron datos sobre el movimiento del vapor de agua registrados por los dos satélites de la NOAA. Los satélites se desplazaron en la misma dirección, con un intervalo de 50 minutos entre ambos, y detectaron el movimiento del vapor de agua mediante radiación infrarroja.
Aunque nuestros ojos no pueden detectar los diminutos movimientos del vapor de agua en la atmósfera, Amir Ouyed, autor principal del estudio y miembro del grupo de investigación de Zeng, utilizó algoritmos de aprendizaje automático con mejores capacidades de procesamiento de imágenes para rastrear el vapor de agua.
«Durante décadas, la gente decía: “Hay que desplazar la parte superior de las nubes o el vapor de agua lo suficiente como para poder ver la diferencia en el patrón”. Pero ahora ya no hace falta hacerlo», afirma Zeng.
«La resolución de los datos es baja: el tamaño de cada píxel es de 100 kilómetros. Esto demuestra que es viable la futura misión satelital que estamos impulsando, con la que esperamos ofrecer una resolución de 10 kilómetros», afirma Zeng.
Zeng y sus colaboradores de otras instituciones planean impulsar una nueva misión satelital para medir el viento. Su propuesta combina datos sobre el movimiento del vapor de agua con mediciones de lidar del viento para mejorar las mediciones del viento en general.
Fuente: Universidad de Arizona
