Alertamiento temprano en meteorología, limitaciones y oportunidades de mejora

Por Hiram Abif Meza Landero*

Los sistemas de alertamiento son mecanismos mediante los cuales se informa de una manera práctica, concisa, entendible y sobre todo oportuna a la población acerca de un peligro potencial generado por un agente perturbador. En la presente discusión se abordarán principalmente los peligros asociados a fenómenos meteorológicos, tales como la precipitación extrema, huracanes, frentes fríos, entre otros.

El primer paso previo a llevar a cabo un alertamiento en meteorología es el tener un buen sistema de pronóstico, el tiempo de anticipación con el que puede preverse un fenómeno meteorológico dependerá de la escala de este. Por ejemplo, no se puede prever con la misma antelación un tornado, que un frente frío o un ciclón tropical, esto fundamentalmente depende de sus escalas y de su periodo de duración, mientras que el primero dura tan solo unos pocos minutos en la mayoría de los casos y se desplazan pocos kilómetros, los segundos tienen duración de días a semanas desde su formación hasta su disipación y se desplazan a lo largo de cientos a miles de kilómetros, por lo que pronosticar su trayectoria tras su formación no representa gran dificultad. Adicionalmente, entre más pequeño sea un fenómeno, más compleja es la física que necesita ser usada para describir su comportamiento debido a su alta aleatoriedad, por lo que a su vez es necesaria una mayor cantidad de cálculos matemáticos y computacionales para su predicción (de ser posible). Con la física actual es técnicamente imposible la predicción de eventos de Tornados.

Hace apenas algunos años, la meteorología era una ciencia más empírica que exacta, dependía del conocimiento de una región para la elaboración de un posible pronóstico. Los pronósticos se basaban en análisis de las condiciones meteorológicas más recientes a partir de cartas sinópticas (mapas donde se plasman con determinada simbología y codificación los fenómenos prevalentes), se verificaba el desplazamiento que tuvo el fenómeno en horas previas y se generaba un pronóstico a corto plazo en el futuro. Este tipo de pronósticos dependía de la experiencia del pronosticador más que del conocimiento de la física y dinámica de la atmósfera, además de que solo era aplicable a fenómenos de gran escala.

En la Actualidad, los modelos numéricos (Fig. 1) han tenido una evolución sin precedentes de la mano del desarrollo tecnológico, pudiendo resolver cada vez escenarios más complejos. Ello ha contribuido a que el uso de los modelos numéricos en la predicción del tiempo sea cada vez mayor. El uso de estos modelos que utilizan las leyes de la física para resolver las condiciones atmosféricas futuras ha permitido que los pronósticos ya no sean dependientes de la intuición o de la experiencia del pronosticador, sino más bien de cálculos objetivos permitiendo disminuir el error humano.

Figura 1. Diámetro promedio del granizo en superficie, salida del modelo WRF para un caso de granizada durante el 21 de abril de 2018 al este de la región Angelópolis, Pue.

Existen distintos tipos de modelos apropiados para resolver determinados fenómenos, que pueden usarse para aplicaciones propias de la escala del mismo. Por ejemplo, los modelos globales de predicción del tiempo son aptos para resolver fenómenos que abarcan cientos a decenas de miles de kilómetros, por lo que no es adecuado usarlos para elaborar un pronóstico regional (de algunos pocos kilómetros). Para aplicaciones de menor escala (unidades a decenas de kilómetros) existen otro tipo de modelos, los modelos regionales, que se encargan de recalcular a alta resolución los resultados de los modelos globales usando una serie de métodos más apropiados y configurables para regiones determinadas, permitiendo tener pronósticos locales más acertados.

Para que un modelo pueda ser útil en regiones específicas, primero debe evaluarse (mediante comparación de los resultados con datos observados) y calibrarse (emplear la física que logre los resultados más cercanos a la realidad) para asegurar resultados confiables. Por ejemplo, no se debe utilizar física adecuada para zonas montañosas en zonas de planicie, porque surgirán errores significativos. En México, la mayor parte de los pronósticos se realizan a partir de modelos de pronóstico global o a partir de modelos regionales no calibrados produciendo pronósticos poco acertados y ha llevado a muchos tomadores de decisiones a pensar erróneamente que los modelos no son útiles para el pronóstico.

Al ritmo que los modelos han evolucionado, también es necesario modernizar los sistemas de alertamiento, ya que mientras anteriormente un alertamiento temprano contemplaba unas horas de anticipación, en la actualidad puede realizarse con un margen de días (del orden de 2 a 3).

Figura 2: Imagen satelital GOES-16

En México, muchas veces se tiene una idea un tanto ambigua y equivocada en las metodologías para la generación de un alertamiento temprano en meteorología. Se cree erróneamente que el alertamiento depende únicamente del monitoreo en tiempo real del un fenómeno mediante el uso de datos producto de estaciones in situ (estaciones meteorológicas automáticas) o sensores remotos (satélites y/o radares) (Fig. 2), que detecten un cambio en las variables para después transmitir un aviso mediante algún dispositivo usando tecnologías de la información y comunicación (TICs). Si bien es un intento loable en la manera de alertar no es del todo eficiente por diversos factores. El primer factor es el carácter aleatorio de algunas variables como la precipitación, si en un punto llueve de forma extrema, en una distancia no mayor a 1 km probablemente no lloverá con la misma intensidad, por dar un ejemplo burdo. Otro factor es el tiempo, estos sistemas de monitoreo permiten alertar a una zona cuando en otra ya se encuentra ocurriendo el fenómeno, por lo que para una de las regiones el alertamiento “temprano” no estaría funcionando de tal manera.

Un avance realmente relevante en materia de alertamiento sería contar con un sistema de pronóstico evaluado y calibrado (a partir de datos observados) que permita la realización de un pronóstico meteorológico confiable a corto y mediano plazo. Para lograr un sistema de pronóstico que sea confiable es necesario contar con instrumentación meteorológica que proporcione datos confiables (estaciones de buena calidad que cuenten con un mantenimiento adecuado y continuo, redes de radares, etc.), primeramente, para poder calibrar los modelos de pronóstico regional y posteriormente para que los datos producto de estos sensores sean asimilados dentro de los modelos a fin de mejorar las condiciones iniciales de los mismos y con ello sus resultados finales.

El paso siguiente es saber cuándo es prudente alertar y, sobre todo, cómo saber que un evento es extremo. Para ello es fundamental conocer la climatología de la región a pronosticar, realizar el cálculo y evaluación de los extremos de cada variable particular a partir de datos observados a lo largo de al menos 30 años. Se obtienen tres umbrales máximos de la siguiente manera: se ordenan los datos de cada variable (usualmente precipitación, velocidad del viento, temperaturas máxima y mínima) de menor a mayor y se toma el valor correspondiente al 10% de los valores más altos para el extremo menor. Para el extremo medio tomamos el valor correspondiente al 5% de los datos más extremos y finalmente para el extremo mayor, se considera el valor que corresponde al 1% de los valores más extremos de la muestra. Así, una vez teniendo los umbrales, es posible determinar un semáforo de alertamiento de tres colores (se recomienda amarillo, naranja y rojo), activándose el primer color cuando el primer umbral (extremo menor) sea rebasado, y así sucesivamente con los dos umbrales y colores superiores. Comparando las salidas diarias de los modelos de pronóstico con estos umbrales es relativamente sencillo saber cuándo emitir un alertamiento.

El último elemento para llevar a cabo un alertamiento es la comunicación de este, la divulgación puede realizarse a través de múltiples plataformas a fin alcanzar la mayor cantidad de población posible en la zona de interés. Los alertamientos pueden transmitirse vía radio, redes sociales, sitios web, correo electrónico, etc. También pueden instalarse sofisticados sistemas de transmisión donde puede cargarse un mensaje pregrabado, tal como se realiza en países desarrollados, permitiendo que el mensaje llegue a las personas de forma más rápida y eficiente. Debido a la gran diversidad étnica y lingüística de nuestro país, debe considerarse la posibilidad de emitir los alertamientos en distintas lenguas indígenas (dependiendo de la zona de interés), ya sea en transmisiones vía radio o directamente en los boletines de alertamiento. Debe garantizarse que todas las personas de cualquier grupo social tengan acceso a este tipo de información fomentando la inclusión de todos los sectores de la sociedad.

En nuestro país existe otro tipo de alertamiento específico para Ciclones Tropicales, el llamado Sistema de Alerta Temprana para Ciclones Tropicales (SIAT-CT), aunque si bien ha funcionado relativamente bien desde su creación en el año 2000, no ha tenido modificaciones medulares. Como se mencionó anteriormente, los modelos de pronóstico en los últimos 20 años han avanzado a pasos agigantados, por lo que es necesario actualizar continuamente este tipo de sistemas de alerta temprana a fin de que se encuentren a la par del desarrollo tecnológico en la materia.

Una de las dificultades a las que se ha enfrentado el SIAT-CT es que únicamente toma en cuenta la velocidad del viento, pero se ignora la precipitación y el radio de las bandas nubosas de los sistemas tropicales, así como la profundidad de su nubosidad asociada, que son variables de gran importancia en materia de ciclones tropicales. Esto principalmente en las categorías inferiores (que suelen ser más comunes en las costas del pacífico sur mexicano y el Golfo de México).

Otro de los problemas asociados a este sistema de alertamiento es que únicamente considera ciclones tropicales ya formados y no sistemas tropicales aún no clasificados. En años recientes, la Organización Nacional Atmosférica y Oceánica de los Estados Unidos (NOAA por sus siglas en inglés) ha introducido el término “Potencial Ciclón Tropical” para referirse a un sistema tropical que sin llegar a ser un ciclón. Esto únicamente cuando el sistema plantea la amenaza de convertirse en tormenta tropical o presenta condiciones favorables para su desarrollo a huracán y que podría impactar zonas terrestres con impactos potencialmente dañinos en un rango de 48 horas. Esta nomenclatura ha sido utilizada para nombrar a algunos sistemas que aún cuando sus vientos superaban las velocidades típicas del viento en una tormenta tropical, no podían ser denominados ciclón tropical porque el patrón de presión en su centro no era completamente cerrado (parte fundamental para poder denominar a un sistema “ciclón tropical”).

Para nuestro país sería fundamental generar alertamientos propios ante situaciones similares, como lo ha hecho el vecino país del norte y algunas otras naciones de cara a fenómenos meteorológicos potencialmente dañinos para las zonas costeras, tales como los sistemas tropicales. En un territorio como el mexicano, con alrededor de 11,100 km de costa en una zona tropical, debería ser prioritaria la investigación para la actualización periódica de una herramienta tan útil como el actualmente llamado SIAT-CT.

*Licenciado en Ciencias Atmosféricas por la Universidad Veracruzana

Maestro en Ciencias (Geociencias Aplicadas), Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica (IPICYT).

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