Los científicos del AOML se preparan para la temporada de huracanes de 2021

Los científicos del AOML se están preparando para la activa temporada de huracanes del Atlántico prevista para 2021 con la introducción de nuevas herramientas de observación, técnicas de modelización y campañas de campo para mejorar las previsiones de intensidad y trayectoria de los huracanes. 

Los ciclones tropicales intensos son peligrosos, caros y se producen con mayor frecuencia. Desde 1980, sólo en Estados Unidos han muerto 6.500 personas como consecuencia directa de estos fenómenos meteorológicos, con unas pérdidas anuales previstas de 54.000 millones de dólares en daños. Para empeorar las cosas, la intensidad de los huracanes ha aumentado un 8% por década.

El AOML desplegará este verano múltiples plataformas de observación de los océanos que proporcionarán datos transmitidos por satélite a los pronosticadores en tiempo real. Los drones, los planeadores submarinos, las boyas de superficie, los veleros y otras herramientas de observación del océano medirán las temperaturas de la superficie del mar, el contenido de calor y salinidad de la parte superior del océano y los parámetros clave que son críticos para el intercambio de energía entre el océano y la atmósfera justo por encima de la superficie del océano. La comprensión de esta región turbulenta del entorno de los huracanes, llamada capa límite, es crucial para mejorar los modelos de previsión y proporcionar alertas más avanzadas y específicas a las comunidades vulnerables en peligro. 

¿Qué nueva instrumentación está desplegando el AOML esta temporada? 

El AOML tiene previsto lanzar por primera vez drones directamente desde aviones Hurricane Hunter para tomar muestras de la capa límite, la región más baja y peligrosa de un ciclón tropical. El nuevo dron, el Altius-600, puede volar hasta 4 horas y distancias de hasta 265 millas desde su punto de lanzamiento mientras recoge información vital del interior del núcleo y el ojo de los sistemas tropicales. Los drones proporcionarán a los meteorólogos datos en tiempo real sobre la presión, la temperatura, la humedad, los vientos y la temperatura del océano para comprender mejor cómo la capa límite afecta a la intensidad de los huracanes.

Un avión Altius sin tripulación (dron de investigación) en el momento del aterrizaje. Este modelo es similar a los que probaron los científicos a bordo de los Hurricane Hunters de la NOAA. (Cortesía de Area-I/con permiso)

El océano también desempeña un papel fundamental en el impulso de los huracanes. El calor de la parte superior del océano proporciona la energía necesaria para que los ciclones tropicales se intensifiquen al pasar por su superficie. Mientras que las previsiones de la trayectoria de los huracanes han mejorado mucho en la última década, las previsiones de intensidad se han quedado atrás. Los planeadores, los flotadores y las boyas desplegados antes y durante los ciclones tropicales este año tienen el potencial de avanzar en la comprensión de cómo el océano impacta en la intensidad, aportando información vital a los modelos de previsión. 

Por primera vez, los flotadores ALAMO se desplegarán directamente desde los aviones Hurricane Hunter durante las misiones de reconocimiento. Los flotadores ALAMO miden la temperatura, la salinidad y la presión en los 300 m superiores del océano, generando perfiles cada 1-2 horas durante varias semanas después de su lanzamiento. Estos flotadores se utilizarán para comprender la interacción del océano con los ciclones tropicales y mejorar los modelos de previsión de huracanes acoplados.  

Vídeo que muestra los despliegues de prueba del flotador de perfilado ALAMO desde el avión P-3 Hurricane Hunter. Crédito del vídeo: NOAA.

En colaboración con el Laboratorio Ambiental Marino del Pacífico de la NOAA, el AOML desplegará y pilotará por primera vez cinco saildrones durante la temporada de huracanes del Atlántico. Estos vehículos autónomos medirán la parte superior del océano y la atmósfera justo por encima de la superficie del mar para revelar cómo cambia la atmósfera en respuesta a un huracán. La recogida de datos aire-mar ayudará a los científicos a comprender mejor los procesos que se producen a medida que aumenta la intensidad de las tormentas, lo que en última instancia mejorará los modelos de previsión.

Saildrone1054 equipado con una nueva ala compacta diseñada para eventos extremos con vientos fuertes.
Crédito de la imagen: Saildrone

Además, se desplegarán 29 planeadores de huracanes y 60 flotadores especiales antes de los ciclones tropicales en el Océano Atlántico tropical, el Mar Caribe y el Golfo de México, gracias a la colaboración del AOML, la Asociación Regional del IOOS, la Marina de los Estados Unidos, instituciones académicas y socios de la industria privada. Los planeadores son plataformas autónomas que perfilan la temperatura y la salinidad de la columna de agua hasta profundidades de media milla por debajo de la superficie del océano y luego transmiten sus datos a la costa en tiempo real o casi real. Se espera que estos planeadores proporcionen más de 100.000 perfiles que se asimilarán a los modelos de previsión oceánica. Los planeadores observan la velocidad del viento, la presión atmosférica, las olas, las corrientes y las temperaturas de la parte superior del océano que se utilizan para observar cómo las interacciones aire-mar determinan la evolución de una tormenta. 

¿Qué nuevas técnicas de modelización se utilizarán? 

Como parte de los desarrollos en curso dentro del Sistema Unificado de Predicción (UFS) de la NOAA para los huracanes, los científicos del AOML colaborarán con el Servicio Meteorológico Nacional para ejecutar una versión global anidada del Sistema de Análisis y Predicción de Huracanes (HAFS) acoplado al océano con una resolución de 3 km que permite las nubes durante la temporada de huracanes de 2021, cuatro veces al día en tiempo casi real.  

HAFS es el sistema de asimilación de datos y modelos numéricos de última generación de la NOAA. Se han añadido al sistema nuevas actualizaciones del modelo para proporcionar una representación de alta resolución (1-2 km) del núcleo interno de un ciclón tropical a medida que la tormenta avanza. 

"El desarrollo de la capacidad de nido móvil es un hito clave para el desarrollo de la próxima generación del Sistema de Análisis y Previsión de Huracanes".

Frank Marks, Director de Investigación de Huracanes en el AOML. 
El modelo HAFS muestra el huracán Laura (2020) antes de tocar tierra. El modelo HAFS predijo con precisión a Laura en cuanto a su trayectoria, estructura e intensidad.

En 2020, HAFS mejoró las previsiones de trayectoria en comparación con el modelo de Investigación y Previsión Meteorológica de Huracanes (HWRF) de la NOAA hasta en un 20% a 48-72 horas. También se espera que HAFS proporcione datos para entender los cambios de escala estacional entre las temporadas de huracanes de 2020 y 2021 para comprender mejor la variabilidad relacionada con la rápida intensificación de los huracanes.

¿Qué hay de nuevo en el Programa de Campo de Huracanes del AOML?

Además del programa anual de campo de huracanes del AOML para caracterizar y predecir el ciclo de vida de los sistemas tropicales, los científicos de huracanes del AOML están planeando una campaña de campo en colaboración con la Oficina de Investigación Naval este verano para estudiar la rápida intensificación de los ciclones tropicales del Atlántico. Esta campaña utilizará las observaciones de los aviones de la NOAA, las sondas oceánicas, los satélites y los modelos de previsión para ayudar a desvelar algunos de los misterios de cómo y por qué algunas tormentas se intensifican rápidamente.

También está prevista una campaña de campo en colaboración con el Experimento de Procesos Convectivos - Aerosoles y Vientos (CPEX-AW) de la NASA para estudiar las características atmosféricas que influyen en el clima y el desarrollo de los huracanes en el Atlántico tropical central y oriental. Los aviones de la NOAA y de la NASA tomarán muestras de las nubes tropicales y de las tormentas eléctricas, de la atmósfera justo por encima de la superficie del océano, donde se producen los intercambios de calor y humedad, de la convergencia de las masas de aire tropicales cerca del Ecuador y de otras características importantes para la formación de los huracanes, como las ondas tropicales (perturbaciones en la atmósfera que son el germen de los huracanes atlánticos) y las tormentas de polvo sahariano que pueden inhibir la formación de tormentas.

El mapa de vuelo operativo de los aviones P-3.