La falta de observaciones meteorológicas en la Antártida deja una región clave con menos datos de los que necesitan los pronósticos. Esa carencia puede tener efectos mucho más allá del continente helado, ya que los movimientos del aire conectan esa zona con Australia, Nueva Zelanda y América del Sur. Un equipo japonés comprobó que un radar antártico mejoró los pronósticos de ríos atmosféricos y de los patrones meteorológicos.
La incógnita era si un solo instrumento, capaz de registrar el viento cada hora, podía aportar mejoras frente a las mediciones habituales. Los globos meteorológicos, también llamados radiosondas, recogen información de la atmósfera mientras ascienden. Son una fuente esencial para los pronósticos, aunque en la Antártida resulta difícil enviarlos con frecuencia debido al frío y a las dificultades de operación.
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La respuesta fue positiva en un trabajo publicado en la revista Scientific Reports. Al sumar los datos de viento de un radar instalado en la base japonesa Syowa, los investigadores lograron previsiones con menos errores en 7 episodios de ríos atmosféricos registrados en el hemisferio sur durante el invierno austral de 2022. El resultado puede ayudar a afinar los avisos ante lluvias intensas, nevadas, inundaciones y vientos fuertes.
Para anticipar el tiempo, los sistemas de pronóstico necesitan reconstruir primero el estado de la atmósfera. Reúnen mediciones de temperatura, viento, humedad y presión tomadas en distintos lugares, y con ellas calculan cómo podrían cambiar las condiciones en las horas o los días siguientes. A este proceso se lo conoce como asimilación de datos, porque incorpora mediciones reales a los cálculos que usan los meteorólogos.
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En la Antártida y en el océano Austral, esa reconstrucción inicial contiene menos información que en buena parte del hemisferio norte. El comunicado del Instituto Nacional de Investigación Polar de Japón señala que la escasez de registros en esta zona remota contribuye a que los pronósticos sobre la circulación de la atmósfera sean menos precisos. La dificultad cobra importancia cuando se busca anticipar fenómenos que trasladan grandes volúmenes de humedad.
Uno de esos fenómenos son los ríos atmosféricos, largas franjas de aire húmedo que recorren la atmósfera. Al desplazarse, pueden transportar vapor de agua desde zonas más cálidas y, si coinciden con determinadas condiciones, provocar lluvias abundantes, nevadas, inundaciones o ráfagas intensas. Como su recorrido depende de los movimientos generales del aire, un dato impreciso al comienzo del cálculo puede afectar el pronóstico posterior.
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El estudio examinó si una fuente adicional de información podía reducir esa limitación. El instrumento elegido fue el radar PANSY, situado en la estación Syowa, que registra de manera continua las condiciones del viento en distintas alturas de la atmósfera. A diferencia de las radiosondas, que no pueden enviarse de forma constante en un ambiente de frío extremo, el radar ofrece mediciones horarias.
El equipo comparó análisis y pronósticos elaborados con los datos del radar y sin ellos. En ambos casos se utilizaron radiosondas adicionales obtenidas durante una campaña de observación polar realizada en 2022. Así, la comparación permitió distinguir cuál era el aporte de las observaciones continuas recogidas por el equipo antártico.
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Los cálculos se realizaron con ALEDAS, un sistema de pronóstico y de incorporación de mediciones desarrollado por la Agencia Japonesa de Ciencia y Tecnología Marina y Terrestre. Para procesarlos se utilizó la supercomputadora de esa institución. El análisis abarcó episodios de ríos atmosféricos que afectaron las latitudes medias, es decir, las zonas intermedias entre los polos y el ecuador, del hemisferio sur durante el invierno austral.
Los resultados mostraron una mejor representación del viento, la temperatura y la altura geopotencial sobre la Antártida y el océano Austral. La altura geopotencial indica a qué nivel se encuentra una determinada presión del aire y permite observar cómo se organiza el movimiento de la atmósfera. Según se detalla en el estudio, las diferencias originadas por los datos del radar se mantuvieron tanto sobre el continente como sobre las aguas que lo rodean.
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También se observó una diferencia de más del 30 % en el transporte de humedad de los ríos atmosféricos, según se incorporaran o no las mediciones de PANSY. El transporte de humedad expresa la cantidad de agua en forma de vapor que el aire lleva de un lugar a otro. El comunicado precisa que, en todos los episodios analizados, las previsiones que incluyeron los datos del radar tuvieron menos errores que aquellas que solo emplearon observaciones convencionales.
Kazutoshi Sato, profesor asistente de Meteorología en el Instituto Nacional de Investigación Polar de Japón y uno de los autores del trabajo, indicó en el comunicado que las observaciones de ese radar aún no se incorporan a los sistemas de pronóstico de uso habitual. Según explicó, sumar esas mediciones mejoró la precisión de las previsiones y mostró la utilidad de contar con registros continuos.
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Jun Inoue, profesor del Instituto Nacional de Investigación Polar de Japón y coautor de la investigación, señaló en el comunicado que las radiosondas se usan de manera habitual para mejorar los pronósticos. Sin embargo, explicó que los lanzamientos frecuentes son difíciles en ambientes muy fríos. Por ello, el equipo propuso aprovechar instrumentos capaces de observar la atmósfera de forma continua y con registros cada hora.
El trabajo no plantea que un radar pueda resolver por sí solo todos los problemas de la predicción meteorológica. Aun así, sus resultados indican que una vigilancia más sostenida de la atmósfera antártica puede mejorar los cálculos sobre la circulación del aire y el vapor de agua en las latitudes medias del hemisferio sur.
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El Instituto Nacional de Investigación Polar de Japón añade que las incertidumbres sobre las condiciones de la atmósfera antártica pueden extenderse lejos del continente. Por eso, contar con más mediciones en regiones donde hay pocos datos podría mejorar la preparación ante desastres, el transporte aéreo y marítimo, las tareas científicas y la respuesta de las comunidades expuestas a fenómenos meteorológicos adversos.
Además, los conjuntos de datos que reconstruyen las condiciones pasadas de la atmósfera mediante observaciones y cálculos se utilizan para estimar los cambios en la superficie de la capa de hielo antártica ante el cambio climático. El instituto considera que incorporar las mediciones del radar PANSY podría ayudar a disminuir parte de las dudas que persisten en esas reconstrucciones.
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