Los científicos del Instituto Cooperativo de Estudios Meteorológicos por Satélite CIMSS de la Universidad de Wisconsin-Madison han realizado nuevas actualizaciones a la tecnología antigua que permitirá a los pronosticadores meteorológicos hacer predicciones mejoradas del clima severo.
La nueva capacidad se basa en un algoritmo que los científicos de CIMSS Tony Wimmers y Chris Velden desarrollaron hace casi una década para equipar mejor los satélites para medir el "agua precipitable total" TPW, la cantidad total de vapor de agua contenido en una columna de aire húmedodesde la superficie de la Tierra hasta la parte superior de la atmósfera. Ese algoritmo permitió mediciones únicamente sobre el mar, pero ahora los valores de TPW también se pueden medir sobre la tierra.
Al medir el TPW, los pronosticadores aprenden cuánta humedad en una columna de aire húmedo podría convertirse en lluvia o nieve. Es una medida especialmente importante para predecir y rastrear los ciclones tropicales y otros climas severos en los trópicos húmedos.
En 2003, Wimmers y Velden buscaron llenar los vacíos de tiempo en los datos TPW ya recopilados por los satélites de órbita polar, que recopilan franjas de información desde arriba de la superficie de la Tierra aproximadamente cada una a 18 horas. Querían crear unalgoritmo que aplicaría una técnica existente a los datos de TPW, pero la técnica solo se había utilizado para valores planos, no para el volumen, como una columna de TPW.
"No pensé que funcionaría", dice Wimmers, el desarrollador principal del proyecto, llamado Morphed Integrated Microwave Imagery en CIMSS - Total Precipitable Water, o MIMIC-TPW ". Pero resulta que esproporciona una aproximación muy precisa sobre las brechas de tiempo que estábamos llenando ... Creo que sorprendió a todos ".
Wimmers y Velden lanzaron el primer algoritmo MIMIC-TPW en 2007 y desde entonces ha sido una herramienta integral para el análisis del clima tropical. Sin embargo, había margen de mejora, particularmente para servir mejor a los pronosticadores costeros.
Algunos satélites de órbita polar escanean la Tierra y recopilan datos en un patrón cónico, por lo que si bien cambian constantemente de posición en todo el mundo, sus recuperaciones se generan desde el mismo ángulo de exploración. Esto les permite tomar mediciones muy precisas y permanecerWimmers explica que está bien calibrado con otros escáneres cónicos, pero limita la recopilación de datos TPW a superficies uniformes como los océanos. La tierra era simplemente demasiado desigual, especialmente en lugares con topografía variada.
"Es un algoritmo muy simple que le brinda una recuperación muy rápida de TPW sobre áreas oceánicas, dice Wimmers." Pero no genera recuperaciones sobre tierra ".
Esto fue adecuado para usuarios como el Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU., Una importante fuente de apoyo para MIMIC-TPW, y otros usuarios generalmente interesados en pronosticar el clima marino y los entornos de ciclones tropicales. Pero Wimmers y Velden esperaban encontrar una solución alternativaeso podría extender la cobertura a áreas de tierra.
Entonces, el año pasado, tuvieron su oportunidad.
La Administración Nacional Oceánica y Atmosférica NOAA, por sus siglas en inglés realizó mejoras significativas en la recuperación de TPW de sus satélites de escaneo de microondas, llamado Sistema de Recuperación Integrada de Microondas MIRS. Si bien tienen una resolución general más baja, estos satélites brindan una cobertura más amplia que la cónica.exploración de satélites.
"Dado que este es un sistema de recuperación atmosférica completo, funciona en todas las superficies, incluida la tierra", dice Wimmers.
Él y Velden realizaron cambios en el algoritmo MIRS, una técnica a la que se refieren como "composición morfológica". Utiliza datos de TPW de cada sensor de satélite de frecuencia de microondas operacional disponible, extendiendo la cobertura de MIMIC-TPW más allá del diseño original, proporcionandoValores de TPW sobre tierra y mar para todo el mundo.
"Adaptamos el algoritmo de transformación de imágenes para trabajar sobre el agua y la tierra, y lo aplicamos a un sistema de coordenadas más formal", dice Wimmers. "Lo que estábamos haciendo antes era esencialmente un atajo, solo tenía que aplicarlo altrópicos. Este nuevo método hace que funcione en coordenadas globales "
El algoritmo utiliza datos de siete instrumentos de microondas de satélites militares de EE. UU., NOAA, japoneses y europeos. Luego incorpora valores de viento del modelo meteorológico global del Servicio Meteorológico Nacional, el Sistema de Pronóstico Global GFS, y tiene en cuenta el vapor de aguaEl algoritmo puede "empujar" los datos hacia adelante desde el momento de la medición de una a 10 horas o empujarlos hacia atrás en el mismo intervalo de tiempo, explica Wimmers.
"De esa manera, puede tomar una observación y hacer que se aplique a un largo período de tiempo", dice, aunque advierte que la técnica necesita "cuidado especial".
"Debe asegurarse de no violar demasiados supuestos sobre cómo se mueve el vapor de agua, pero es un proceso bastante simple", dice Wimmers.
Si bien la nueva versión MIMIC-TPW aún no está completamente operativa solo ha estado en línea unas pocas semanas, el equipo ya recibió solicitudes de imágenes de estudios de caso, algunas de las cuales son anteriores a su lanzamiento, como un evento de inundación severa en el surCarolina el otoño pasado. Los datos deberían ser más útiles para una variedad de usuarios interesados.
"Esto es muy alentador. Nos muestra que estamos en el camino correcto", dice Wimmers. "Es una muy buena señal de que la gente los pronosticadores están interesados en ello, y podemos comenzar a tomarlo en nuevas direcciones."
MIMIC-TPW 2.0 probablemente estará operativo en el otoño de 2016.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Wisconsin-Madison . Original escrito por Sarah Witman. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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