Europa está luchando contra EE. UU. En una carrera para predecir el clima

Cuando se trata de eventos como el huracán Dorian, la previsión meteorológica precisa puede salvar vidas. Pero el sistema de EE. UU. Se ha quedado a la zaga del de Europa durante años.

La previsión meteorológica precisa puede salvar vidas. Usted sabe dónde está a punto de ocurrir un rayo o dónde es probable que un huracán atraviese una ciudad, y puede advertir a las personas que huyan del área y las salven de cualquier daño. Este es el caso del huracán Dorian, que causó estragos en las Bahamas, matando al menos a 30, y se esperan muchas más muertes.

Pero, ¿qué haces cuando los modelos difieren en sus predicciones sobre cómo se desarrollará el clima? Dos modelos de la competencia, uno en Europa y el otro en los EE. UU., Se esfuerzan por proporcionar los informes meteorológicos más precisos posibles.

El Centro Europeo de Previsiones Meteorológicas a Medio Plazo (ECMWF), actualmente con sede en Reading, divide el mundo en recuadros de nueve kilómetros, con 150 puntos que miden verticalmente hasta ocho kilómetros de altitud. El Servicio Meteorológico Nacional de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NWS) de los EE. UU. Tiene un sistema similar que introdujo recientemente, llamado sistema FV-3: volumen finito en una esfera cúbica.

“A nivel organizacional, ECMWF y NWS están diseñados para hacer dos cosas muy diferentes”, dice Jack Sillin, un pronosticador de weather.us. “ECMWF se enfoca exclusivamente en producir el mejor modelo meteorológico a mediano plazo (de tres a diez días) que pueda, mientras que NWS tiene la misión de proteger la vida y la propiedad con relojes, advertencias y otros productos de pronóstico”. Los pronosticadores utilizan ambos sistemas para intentar mirar hacia el futuro. El Centro Nacional de Huracanes de EE. UU. Utiliza ambos.

La batalla es de alto riesgo, que involucra no solo vidas sino también mucho dinero: Estados Unidos enfrentó 14 incidentes meteorológicos o climáticos en 2018, causando más de $ 1 mil millones en daños (£ 811 millones). En los últimos tres años, el número de incidentes de grandes cantidades de dinero ha duplicado el promedio a largo plazo. Incluso los más mínimos errores de predicción pueden tener un gran impacto, y los críticos del NWS han dicho durante mucho tiempo que el sistema estadounidense simplemente no es lo suficientemente bueno en comparación con el europeo.

“Si quieres saber cómo será el tiempo en cinco o seis días, necesitas saber cómo es la atmósfera ahora”, dice Tony McNally, científico jefe de ECMWF, que utiliza una constelación de 30 a 40 satélites que orbitan alrededor del Tierra. Millones de mediciones atmosféricas y oceánicas, como la presión del aire, la temperatura y la humedad, específicas para el pronóstico del tiempo cada hora.

El sistema NWS de EE. UU. Utiliza la misma fuente de datos de los mismos satélites, pero lo que le sucede después son los dos modelos diferentes. Si bien las leyes fundamentales de la física son las mismas, lo que se centra en cada modelo es diferente. Se basan en cálculos que simulan la física atmosférica. “Muchas de las ecuaciones no se pueden resolver en absoluto”, dice McNally. “Simplemente llegó a nuestro conocimiento entonces. Puede hacer esto de diferentes maneras, y ellos han adoptado una forma diferente de resolver esas ecuaciones. “

Es por eso que existen grandes diferencias en los pronósticos producidos con cada modelo. Los pronósticos para el huracán Dorian fueron relativamente similares, y el ECMWF consideró que la tormenta seguirá más al suroeste que en comparación con el modelo del NWS. Sin embargo, ejemplos anteriores, incluido el huracán Sandy en 2015, han mostrado enormes diferencias. El modelo estadounidense ha visto a Sandy permanecer en el mar, mientras que el modelo europeo ha predicho con precisión la caída de la tierra en Nueva Jersey.

“Los cambios muy pequeños en la forma en que comienzas a hacer las cosas pueden aumentar rápidamente”, dice McNally. “Estos detalles son esenciales, especialmente cuando se analizan los pronósticos a largo plazo”. Y aunque sabemos mucho sobre cómo funciona el clima, no sabemos algunas cosas. “Aún dependemos de algunos datos que no están disponibles todo el tiempo y todo el tiempo”, dice Vijay Tallapragada, jefe de modelado y asimilación de datos del NWS. “Estamos tratando de construir la atmósfera real utilizando los datos disponibles y eso introduce una fuente de incertidumbre”.

Durante años, el ECMWF ha demostrado ser más preciso. Un análisis de 2016 de la precisión del pronóstico mostró que el modelo de EE. UU. Tiene una puntuación de 0,857 en una escala de cero a uno (donde uno es un pronóstico perfecto), mientras que el modelo europeo registra 0,905. “Eso no significa que el pronóstico para cada tormenta sea ‘correcto’, ni es el modelo más preciso para una tormenta determinada”, dice Sillin. “Sin embargo, durante varios años, en general, se ha desempeñado un poco mejor que otros modelos globales, especialmente el liderado por NWS”.

Tanto el ECMWF como el NWS reconocen las fortalezas (y las diferencias mutuas del sistema). “Cada modelo tiene sus fortalezas y debilidades”, dice Tallapragada. “En algunos aspectos, el NWS es mejor, en algunos aspectos el europeo es mejor. No lo vemos como uno mejor que el otro. “Hay una competencia sana”, dijo McNally.

NWS revisó recientemente la forma en que modela la atmósfera, que se alimenta de los pronósticos realizados con sus datos. “Tomó tres años construirlo, probarlo y demostrar que funciona mejor que la versión anterior”, dice Tallapragada. El cambio de modelo imita el modelo europeo al dividir el globo en cubos y su modelado individual, un cambio del antiguo método estadounidense de describir la atmósfera utilizando ondas matemáticas.

La actualización es el primer paso en una serie de iteraciones constantes del modelo FV-3, explica NWS, con la próxima actualización, para acercar la resolución a la europea, que llegará en 2021. Pero mientras los que están detrás de la reelaboración dicen será un cambio importante, otros son más mudos sobre su potencial para cerrar la brecha.

“El nuevo modelo FV-3 hizo poca diferencia”, dice Clifford Mass de la Universidad de Washington, un crítico del NWS desde hace mucho tiempo. “El servicio meteorológico nacional continúa asimilando datos de la misma manera, y la asimilación deficiente de datos es la razón crucial por la que el ECMWF tiene mejores pronósticos”.

Esto podría ser una crítica injusta, dijo Sillin. La gente esperaba que el nuevo FV-3 ofreciera avances masivos en la precisión prevista. “Pero este aumento inmediato en las habilidades no fue tan dramático como algunos podrían haber esperado, ya que el propósito de la actualización era principalmente preparar el escenario para futuras mejoras, en lugar de proporcionar una ganancia importante a corto plazo”, dice.

La precisión de ambos modelos ha sido criticada al predecir dónde irá y aterrizará Dorian, pero es injusto, dice Mass. “Dorian fue una tormenta muy difícil. Era muy pequeño y entró en una región con corrientes direccionales muy débiles, lo que dificultó el pronóstico durante varios días. “

Además, pequeñas perturbaciones en la atmósfera pueden tener un impacto de gran tamaño, similar al efecto mariposa. Los pronósticos publicados a mediados de la semana pasada por el Centro Nacional de Huracanes esperaban que Dorian llegara a Florida. Sin embargo, intensas tormentas sobre Kansas y Nebraska empujaron la tormenta hacia el norte. “Después del primer día, no notará cambios muy pequeños en ese estado inicial, pero más adelante en el período de pronóstico, esas pequeñas cosas pueden estallar repentinamente en grandes diferencias”, explica McNally.

También estamos aumentando nuestro conocimiento sobre cómo funcionan los sistemas meteorológicos cada año. “Es un proceso complejo en el que intentamos progresar todos los años a medida que logramos una mayor comprensión”, dice Tallapragada.

Además, lo importante son menos los pequeños detalles, sino la información general proporcionada. “La gente deja en claro que estamos pronosticando estas cosas y tomando en cuenta pequeñas diferencias, como 50 millas al norte o al sur”, dijo McNally. “Debes darte cuenta de que constantemente estamos avisando con seis, siete u ocho días de anticipación sobre estas cosas. Ayudamos a salvar decenas de miles de vidas al año. “

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