Innovaciones en tecnología y modelización Usher en la temporada de huracanes de 2016

Los científicos del Laboratorio Oceanográfico y Meteorológico del Atlántico de la NOAA (AOML) están a la vanguardia de la investigación sobre huracanes. En cada temporada de huracanes volamos hacia las tormentas, analizamos las observaciones y los modelos y consideramos nuevos desarrollos tecnológicos para mejorar la capacidad de observación de la NOAA y mejorar los pronósticos de seguimiento e intensidad. La temporada de huracanes de 2016 ofrecerá a nuestros científicos la oportunidad de probar algunas de las tecnologías más avanzadas e innovadoras y de perfeccionar las herramientas de predicción para ayudar a predecir mejor la actividad futura de una tormenta.

Se espera que las tecnologías no tripuladas mejoradas para la observación de huracanes contribuyan significativamente al estudio de la NOAA sobre el cambio de intensidad en 2016. Estos sistemas no tripulados incluyen naves que patrullan el océano debajo de una tormenta, pequeños sistemas aéreos que pueden propulsarse a lo profundo de la pared ocular y a unos pocos cientos de metros de la superficie del océano, así como aeronaves más grandes que pueden lanzarse a lo alto de la estratosfera para explorar por encima y alrededor de una tormenta. Sus instrumentos proporcionan una visión más amplia y completa del funcionamiento interno de una tormenta, permitiendo a los científicos comprender mejor cómo se intensifican los huracanes y proporcionando predicciones más precisas de su trayectoria.

Al atravesar las aguas del Mar Caribe y el Atlántico Norte tropical, los planeadores submarinos de la NOAA están aumentando nuestros conocimientos sobre el papel que desempeña el océano en la intensificación de los ciclones tropicales. Los planeadores son vehículos autónomos duraderos, alimentados por baterías y operados a distancia por científicos del AOML y del Sistema de Observación de las Costas del Caribe (CariCOOS). Cada planeador recoge miles de observaciones de perfiles de temperatura y salinidad del océano para ayudar a mejorar los pronósticos de la intensidad de los huracanes. Cuatro planeadores, que se desplegarán en junio y julio, vigilarán continuamente las aguas hasta una profundidad de 1.000 metros, incluso con vientos de fuerza huracanada, para analizar el impacto de la parte superior del océano en la intensificación de los huracanes y viceversa. Los científicos de la NOAA están evaluando el impacto de estos datos oceánicos para mejorar los pronósticos dentro del Modelo Híbrido de Coordinación Oceánica-Modelo de Investigación y Pronóstico del Tiempo de Huracanes (HYCOM-HWRF), que actualmente se está ejecutando en modo de prueba.

Los planeadores submarinos de la NOAA están ayudando a los científicos a entender mejor el papel que el océano juega en la intensificación de los ciclones tropicales. Crédito de la imagen: NOAA

Además de los datos recogidos bajo la superficie, otra plataforma no tripulada proporcionará cobertura a la tormenta en la interfaz de la atmósfera y el océano, lo que es vital para comprender y predecir la fuerza de una tormenta. El Coyote, una pequeña aeronave lanzada desde el avión P-3 de la NOAA, recogerá datos en esta región poco muestreada en la que las aeronaves tripuladas no pueden volar. Las recientes mejoras de la plataforma permiten que el Coyote vuele hasta 50 millas desde la aeronave P-3, al tiempo que mide los vientos más fuertes y recoge observaciones críticas y continuas en las altitudes de la parte inferior de una tormenta. El Coyote también tendrá la capacidad de transmitir datos en tiempo real recogidos de su paquete de instrumentos a los operadores a bordo del P-3, así como en el Centro Nacional de Huracanes (NHC) de la NOAA, donde el personal vigila las tormentas y elabora pronósticos. Los datos de los vuelos del Coyote proporcionarán al NHC una fuente adicional de mediciones en tiempo real que se incorporará al desarrollo de los pronósticos de tormentas. Los investigadores volarán hasta ocho Coyotes esta temporada, apuntando a tormentas maduras (Categoría 1 o superior) en el Atlántico y el Pacífico Este.

Las recientes mejoras de la plataforma del SUA Coyote permitirán que la aeronave vuele más tiempo y más lejos de la P-3. Crédito de la imagen: NOAA

Muy por encima de la tormenta, a 60.000 pies, la NOAA volverá a volar en misiones específicas de 24 horas del Global Hawk de la NASA, una herramienta de observación que tiene la resistencia de un satélite pero que proporciona datos de resolución más fina y la precisión de una aeronave. El Global Hawk forma parte del proyecto de la NOAA "Sensing Hazards with Operational Unmanned Technology (SHOUT)" que busca mejorar el seguimiento de los huracanes y los pronósticos de su intensidad utilizando los datos recogidos desde arriba de la tormenta hasta la superficie del océano. Los resultados de recientes experimentos de modelización de huracanes sugieren que combinando los datos del Halcón Mundial con la cobertura de los satélites, los investigadores pueden lograr una cobertura completa de una tormenta, lo que conduce a una mejora significativa de las previsiones de las vías. Los vuelos del Global Hawk en 2016 tratarán de complementar la cobertura de los satélites para seguir probando el impacto de sus datos combinados en la mejora de las previsiones.

Los investigadores de huracanes también recogen datos de los instrumentos a bordo de los aviones cazadores de huracanes, que realizan múltiples misiones durante una tormenta para ayudar a los pronosticadores y a los científicos a recopilar datos tanto operacionales como de investigación. La NOAA utilizará un LIDAR DE VIENTO DOPPLER, montado en el lateral de la aeronave P-3, para mejorar la representación de las tormentas dentro del sistema de investigación y previsión de las condiciones meteorológicas de los huracanes (HWRF), un modelo avanzado de predicción de huracanes. Mientras que el radar Doppler proporciona estimaciones tridimensionales del viento sólo cuando hay precipitaciones, el LIDAR DE VIENTO DOPPLER puede proporcionar estimaciones del viento cuando hay gotas finas de líquido, llamadas aerosoles, y nubosidad rota. El LIDAR DE VIENTO DOPPLER se utilizará para tomar muestras de los vientos dentro del huracán que pueden estar impulsando cambios de intensidad. Acoplado con el radar Doppler de cola, estos dos instrumentos proporcionarán una imagen tridimensional de la estructura del viento del huracán.

Las múltiples plataformas aéreas que la NOAA utiliza para sondear y rastrear huracanes. Crédito: The Wall Street Journal

La incorporación de datos de estas múltiples plataformas en modelos dinámicos es vital para pronosticar con precisión la trayectoria e intensidad de un huracán. La rápida intensificación de un ciclón tropical, o un período en el que los vientos máximos sostenidos aumentan rápidamente en un corto intervalo de tiempo, es uno de los factores más difíciles de evaluar cuando se pronostica la intensidad de una tormenta y, como tal, es una de las principales prioridades de previsión de la NOAA. Esta temporada la NOAA pondrá en práctica un Índice de Intensificación Rápida mejorado, una herramienta utilizada por los pronosticadores para predecir aumentos rápidos de los vientos máximos sostenidos de al menos 30 nudos en un período de 24 horas. Las mejoras recientes, dirigidas por el AOML, amplían el período de previsión de 24 a 48 horas, lo que proporciona a los pronosticadores un plazo adicional para desarrollar las estimaciones más exactas de la intensidad actual de una tormenta.

Esta temporada los investigadores y pronosticadores trabajarán con una versión recientemente actualizada del HWRF operativo, el modelo que produjo la mejor guía de pronóstico de intensidad en 2015 para la cuenca del Atlántico Norte. La versión de este año incluirá una zona ampliada de alta resolución en la región que rodea inmediatamente a un huracán. Basándose en las observaciones limitadas de los aviones cazadores de huracanes de la NOAA, el modelo también incluirá una mejor representación de las 2 millas inferiores del huracán. Estas mejoras en el modelo mejoran nuestra capacidad de predecir las características de pequeña escala que afectan al cambio de intensidad, proporcionando a los pronosticadores la información que necesitan para informar a las comunidades y construir una nación más preparada para el clima.

Publicado originalmente por Edward Pritchard y Nicholas Komisarjevsky, 2016