Metereología

Este elemento es una expansión del contenido de los cursos y guías de Lawi. Ofrece hechos, comentarios y análisis sobre este tema. [aioseo_breadcrumbs] 2. ANTECEDENTES
2.1. NACIMIENTO DE UNA DISCIPLINA CIENTÍFICA
Durante veinte siglos, la referencia en meteorología fue un tratado escrito por Aristóteles, hacia el año 350 a.C., los “Meteorológicos”.

El conocimiento de la atmósfera se desarrolló gracias al diseño de instrumentos para medir las variables físicas que caracterizan el estado termodinámico del aire: el primer termómetro se inventó en 1641, el primer barómetro en 1642, el primer anemómetro en 1664, el primer pluviómetro en 1677 y el primer higrómetro en 1780. En Francia, fue la Real Sociedad de Medicina la que creó la primera red de observación meteorológica en 1778. En 1852 se fundó la Société météorologique de France por iniciativa de J. Haeghens, A. Berigny y Ch. Martins.

Desde mediados del siglo XIX, la meteorología se convirtió en una verdadera ciencia física. El principal acontecimiento que condujo a la creación de una red meteorológica internacional fue la tormenta del 14 de noviembre de 1854, que envió al Mar Negro a unos cuarenta barcos franceses que participaban en el bloqueo del puerto de Sebastopol durante la guerra de Crimea: a principios de 1855, el astrónomo Urbain Le Verrier presentó un informe a Napoleón III en el que se establecía claramente que la recopilación de observaciones meteorológicas en los días anteriores a la tormenta habría permitido advertir a los marineros del peligro que corrían y evitar esta catástrofe.

2.2. CREACIÓN DE UNA RED METEOROLÓGICA INTERNACIONAL
A partir de 1860, el telégrafo se utilizó para concentrar rápidamente la información de veinticuatro estaciones francesas; en 1864, cincuenta estaciones de Europa estaban conectadas a la red telegráfica. El primer congreso meteorológico internacional se celebró en Viena en septiembre de 1873 y permitió armonizar las observaciones en todo el mundo. En Francia, se creó el Bureau central météorologique (B.C.M.) en 1878, seguido en agosto de 1921 por la Office national météorologique (O.N.M.), y luego la Météorologie nationale, o Météo France, en 1945.

Entretanto, el crecimiento de la aviación en torno a 1910 modificó considerablemente las actividades de los servicios meteorológicos, a los que se recurrió cada vez más para que prestaran asistencia a los pilotos. El concepto de frentes cálidos y fríos fue inventado en 1917 por el noruego Vilhelm Bjerknes. Sin embargo, sigue siendo necesario mejorar el conocimiento de las capas superiores de la atmósfera. A partir de 1929, se lanzaron regularmente radiosondas desde Trappes (Yvelines), que daban la presión y la temperatura a diferentes alturas. El público en general no fue olvidado: los boletines meteorológicos se emitieron por el transmisor de radio de la Torre Eiffel a partir de 1922. Ese mismo año, el científico británico Richardson realizó la primera previsión numérica; el resultado de los cálculos manuales que realizó fue erróneo, pero el principio de cálculo quedó establecido. El primer satélite meteorológico (Tiros 1) fue puesto en órbita por Estados Unidos en 1960. En Francia, la primera previsión operativa se realizó en 1968.

3 (se puede examinar algunos de estos asuntos en la presente plataforma online de ciencias sociales y humanidades). FENÓMENOS METEOROLÓGICOS
3.1. LA ATMÓSFERA TERRESTRE

La atmósfera terrestre es la envoltura gaseosa que rodea la Tierra.

Es en la troposfera, la capa más baja de la atmósfera, donde se producen los fenómenos meteorológicos. Esta región, en la que la temperatura disminuye con la altura, está limitada por la tropopausa (la zona en la que la temperatura apenas disminuye), que se encuentra a unos 10 km de altura en los polos y a unos 16 km en el ecuador.

AIRE ATMOSFÉRICO
El aire atmosférico es una mezcla de aire seco, vapor de agua e impurezas. El aire seco, mezcla de gases perfectos, se comporta como un gas perfecto y su composición apenas varía hasta los 80 km de altitud.

PRINCIPALES COMPONENTES DEL AIRE SECO

El agua puede encontrarse en tres fases diferentes en la atmósfera: vapor de agua, agua líquida o hielo. El vapor de agua es un gas perfecto invisible, inodoro, insípido e incoloro.

El agua desempeña un papel muy importante en la atmósfera: almacena y transfiere energía a través de ella. Cuando el vapor de agua se convierte en agua líquida o en hielo, se libera calor. Cuando el agua se evapora (el agua líquida se convierte en vapor de agua) o se funde (el hielo se convierte en agua líquida o vapor de agua), se absorbe calor.

En general, cuando la temperatura es negativa, el agua líquida se convierte en hielo. Sin embargo, hay casos en los que el agua permanece líquida a temperaturas negativas (hasta -40 °C): es el estado de superenfriamiento. Este estado es inestable: cuando se toca un objeto con agua sobreenfriada, el agua se convierte instantáneamente en hielo.

Las impurezas (granos de arena y polvo, polen, microdesechos vegetales, partículas de sal de la niebla marina, etc.) desempeñan un papel muy importante en la formación de las nubes: son núcleos de condensación. Las gotas de agua y los cristales de hielo de las nubes se forman alrededor de las impurezas. Sin ellas, las nubes tendrían pocas posibilidades de formarse.

LOS PRINCIPALES PARÁMETROS
El aire es un fluido en perpetuo movimiento. Está sometido constantemente a cambios mecánicos y térmicos. Los meteorólogos consideran que la atmósfera está formada por un número infinito de volúmenes elementales, llamados partículas de aire, que se caracterizan por un desplazamiento (el viento), una densidad, una temperatura, una presión y una humedad.

El viento, que caracteriza el movimiento del aire, se mide con la veleta, que indica la dirección de la que procede, y con el anemómetro, que da su velocidad (o fuerza).

La presión es el peso de la columna de aire sobre un punto determinado. Se mide con un barómetro. Disminuye con la altitud, y a cada nivel de presión se le puede asignar una altitud media.

PRINCIPALES NIVELES DE PRESIÓN EN LA ATMÓSFERA

A nivel del mar, la presión “normal” es de 1013,25 hPa. Para las previsiones meteorológicas, las presiones a nivel del mar se trazan en mapas isobáricos: las zonas de altas presiones (por encima de 1015 hPa) se denominan anticiclones y las zonas de bajas presiones (por debajo de 1015 hPa) se llaman depresiones.

Existe una importante relación entre el viento y la presión (ley de Buys-Ballot): en el hemisferio norte, el viento sopla paralelo a las isobaras (líneas de igual presión) y deja la baja presión a su izquierda; lo contrario ocurre en el hemisferio sur. Existe una segunda ley que relaciona el viento con la presión: cuanto más cerca estén las isobaras entre sí, más fuerte será el viento.

La temperatura se mide con un termómetro situado en un refugio meteorológico para evitar la influencia directa del viento y el sol (se puede examinar algunos de estos asuntos en la presente plataforma online de ciencias sociales y humanidades). Fluctúa durante el día en función de la insolación: las temperaturas mínimas y máximas del día se observan generalmente justo después de la salida del sol y una hora después de su culminación.

La humedad, medida con un higrómetro, caracteriza la cantidad de vapor de agua que contiene el aire. El aire está saturado cuando contiene su máxima cantidad de vapor de agua: si se añade vapor de agua, se convierte en agua líquida o en hielo. La cantidad de vapor de agua en el aire saturado depende de la temperatura: cuanto más caliente es el aire, más vapor de agua puede contener.

LA CIRCULACIÓN ATMOSFÉRICA GENERAL

Aunque la atmósfera cambia constantemente, es posible observar grandes movimientos en ella.

El Sol proporciona energía a la atmósfera al iluminar nuestro planeta. Como el eje de los polos de la Tierra no es perpendicular al plano de revolución de la Tierra alrededor del Sol, las regiones polares reciben menos energía que las regiones ecuatoriales. Este desequilibrio energético provoca grandes movimientos en la atmósfera para reequilibrarla e indirectamente crea regiones de alta y baja presión en la Tierra.

En las regiones de bajas presiones (entre 40° y 65° de latitud), las perturbaciones atmosféricas se crean por el desfase de los remolinos en las capas inferiores y en la parte superior de la troposfera. Una perturbación consiste en un sistema de bajas presiones con frentes cálidos y fríos que delimitan masas de aire cálido y frío. Las nubes y las precipitaciones están asociadas a los frentes.

3.2. CLIMA
Según la Organización Meteorológica Mundial (OMM), un meteoro es un fenómeno observado en la atmósfera o en la superficie del suelo. Los meteoros se clasifican en cuatro categorías: hidrometeoros (incluidas las nubes), litometeoros, fotometeoros y electrometeoros.

Las nubes cambian constantemente. Sin embargo, hay un número limitado de nubes para todo el planeta. En la troposfera, sólo se pueden observar 10 tipos de nubes, divididas en tres etapas cuya altitud varía según la latitud.

Los hidrometeoros no nubosos están formados por partículas de agua (líquida o sólida). Estos pueden permanecer suspendidos en el aire, caer o posarse en el suelo o en objetos. Son esencialmente la llovizna, la lluvia, la nieve, la niebla (visibilidad horizontal inferior a 5 km), la niebla (visibilidad horizontal inferior a 1 km), el rocío (depósito de líquido en el suelo), la escarcha (depósito de hielo).

LITOMETROS
Los litometeoros están formados por partículas sólidas (arena, polvo, ceniza, etc.) que están suspendidas en el aire o son levantadas por el viento. En general, reducen la visibilidad en mayor o menor medida. Los principales litometeoros son el humo, la bruma, los diablos de polvo, el polvo o los diablos de arena (polvo o arena arrastrados por el viento).

FOTOMETROS

Los fotometeoros son fenómenos ópticos (no relacionados con las descargas eléctricas) causados por la reflexión, difracción, refracción o interferencia con la luz del sol o de la luna.

Son principalmente: el arco iris (conjunto de arcos concéntricos de color púrpura, azul, verde, amarillo, naranja y rojo), el halo (conjunto de anillos luminosos alrededor del Sol o de la Luna), la gloria (conjunto de anillos de colores que se ven en una nube, alrededor de la sombra del observador), el rayo verde (observable brevemente en la parte superior del Sol cuando desaparece en el horizonte).

ELECTROMOTORES
Los electromotores son manifestaciones visibles o audibles de la electricidad atmosférica. El electrometéreo más frecuente es la tormenta eléctrica, compuesta por una o varias descargas de electricidad atmosférica que se manifiestan por un breve e intenso resplandor (relámpago) y por un ruido seco o un sonido ondulante (trueno). Las tormentas eléctricas están asociadas a las nubes cumulonimbus.

Otros electromotores son el fuego de San Elmo (pequeñas llamas de color azul-púrpura que aparecen en las puntas de los mástiles de los barcos o en los piolets de los montañeros).

4. OBSERVACIÓN METEOROLÓGICA
4.1. TIPOLOGÍA DE LAS OBSERVACIONES METEOROLÓGICAS
Hay cuatro componentes de la observación meteorológica:
– mediciones físicas por encima del nivel del suelo (temperatura y humedad del aire) ;
– observaciones visuales codificadas, realizadas también desde el suelo (principalmente en lo que respecta a las nubes y los hidrometeoros)
– mediciones en altitud (presión, temperatura, humedad y viento), realizadas desde globos meteorológicos
– observaciones realizadas por teledetección (por satélite y por radar).

OBSERVACIONES METEOROLÓGICAS CUANTITATIVAS
Cada estación meteorológica, generalmente instalada cerca de un aeródromo, realiza, según un horario fijado internacionalmente – Tiempo Universal Coordinado (UTC), o Tiempo del Meridiano de Greenwich -, y cada tres horas (de 0:00 a 21:00 UTC), un conjunto de observaciones cuantitativas que describen el estado térmico y dinámico de la atmósfera inmediatamente por encima del suelo:
– presión atmosférica (medida en el interior de la estación) ;
– velocidad y dirección del viento (a 10 m sobre el nivel del suelo);
– la temperatura del aire y la presión parcial del vapor de agua (estas dos últimas variables se miden a 2 m por encima del nivel del suelo dentro del refugio meteorológico).

OBSERVACIONES METEOROLÓGICAS VISUALES
Estas observaciones cuantitativas, realizadas en un lugar libre de cualquier obstáculo (edificio, cortina de árboles), se completan con observaciones visuales que luego se codifican:
– nubosidad (cubierta de nubes) ;
– tipos de nubes en tres niveles de altitud diferentes (nubes bajas, nubes medias, nubes altas), utilizando un atlas internacional de nubes (publicado por la Organización Meteorológica Mundial [OMM]) para su clasificación;
– y el llamado tiempo sensible (posible presencia de niebla, rocío, escarcha en el suelo, nevadas, granizo o aguanieve, etc.).

Otras observaciones, más destinadas a la vigilancia del clima, se realizan una o dos veces al día:
– número de horas de sol, o duración de la insolación ;
– la lluvia.

El equipamiento de todas estas estaciones meteorológicas está normalizado a nivel nacional.

OBSERVACIONES METEOROLÓGICAS EN ALTURA
Un número mucho menor de estaciones realiza observaciones del aire superior mediante radiosondas. Una sonda estándar automatizada que mide la temperatura, la presión y la humedad relativa, equipada con un transmisor de radio, se fija a un globo lleno de hidrógeno o helio con un reflector de radar. El movimiento de la sonda se sigue durante todo su ascenso, lo que permite deducir la velocidad y la dirección del viento en las sucesivas altitudes del globo. Las mediciones se interrumpen cuando el globo estalla, normalmente a más de 25 km de altura, y se despliega un pequeño paracaídas para frenar la caída de la sonda. Estas observaciones de radiosonda se realizan normalmente dos veces al día (a las 00:00 y a las 12:00 UTC).

4.2. REDES DE OBSERVACIÓN METEOROLÓGICA
LA RED DE OBSERVACIÓN SINÓPTICA
El objetivo principal de esta red es describir con la mayor precisión posible el estado de la atmósfera en un momento dado, tanto en la superficie (observaciones realizadas inmediatamente por encima del suelo) como en el aire (radiosondas), de ahí el nombre de observaciones sinópticas. En efecto, no se trata sólo de describir el tiempo en ese momento, sino también de “inicializar” los modelos numéricos de previsión que pretenden simular, a partir de un estado inicial conocido, la evolución dinámica de la atmósfera. Por lo tanto, todas las estaciones de observación sinóptica están obligadas a seguir un programa común de mediciones en superficie tomadas cada tres horas. Además, para cumplir sus funciones correctamente, la red debe cubrir toda la superficie de la tierra.

La red internacional de sinópticos de superficie comprende unas 14 000 estaciones, 9 000 en tierra y 5 000 en buques mercantes seleccionados. La red sinóptica francesa, que cubre la Francia metropolitana y los departamentos y territorios franceses de ultramar, cuenta con 240 estaciones terrestres y 40 barcos. Además, hay una serie de boyas automáticas repartidas por las zonas oceánicas, cuyas observaciones se transmiten por satélite.

Toda la información recogida se codifica para su inmediata difusión e intercambio internacional a través del sistema mundial de telecomunicaciones. Por desgracia, algunas zonas del mundo están mal cubiertas, sobre todo las zonas desérticas y oceánicas.

REDES DE RADARES METEOROLÓGICOS
En los años 90, Météo France se comprometió a proporcionar una cobertura de radar en Francia para la observación meteorológica. Estos radares meteorológicos (que pertenecen a la red Aramis) emiten ondas (de 5 o 10 cm de longitud de onda) que se reflejan en las gotas de agua.

Esta observación del radar, que se utiliza principalmente para la previsión a muy corto plazo (de 0 a 3 horas), permite identificar las zonas lluviosas y, al distinguir los diferentes niveles de reflectividad del radar, identificar las zonas en las que las fuertes precipitaciones se asocian a fenómenos meteorológicos peligrosos como las tormentas eléctricas o el granizo.

Cada radar escanea un área circular de 150 km de radio alrededor de su ubicación, y las imágenes de radar locales digitalizadas forman un mosaico que cubre toda la Francia continental, a excepción de algunas zonas de sombra, es decir, que aún no están cubiertas.

Esta imagen de radar compuesta, que se renueva cada cuarto de hora, se transmite en tiempo real a todos los centros meteorológicos departamentales y a un cierto número de usuarios externos suscritos a Météotel, un servicio de información meteorológica que funciona por retransmisión vía satélite y que puede recibirse mediante una antena de recepción conectada a un ordenador personal.

SATÉLITES METEOROLÓGICOS

Menos de tres años después del lanzamiento del primer satélite artificial de la Tierra, en octubre de 1957, por parte de la Unión Soviética, la NASA (la agencia espacial estadounidense) puso en órbita el primer satélite meteorológico experimental, Tiros 1, y al año siguiente sentó las bases de un programa operativo de observación meteorológica por satélite que funciona desde 1966. En la actualidad se utilizan dos tipos de satélites en meteorología: los satélites meteorológicos de órbita terrestre baja y los satélites geoestacionarios.

Los satélites meteorológicos en órbita baja (LEO) dan la vuelta a la Tierra en 110 minutos, y en cada pasada el radiómetro de a bordo que apunta a la Tierra escanea una franja de la superficie terrestre de más de 2.000 km de ancho. El plano de su órbita no pasa del todo por el eje de los polos. Además, la inclinación exacta de la órbita, que es una función de la altitud de vuelo, se elige de tal manera que el movimiento precesional del plano de la órbita alrededor del eje de los polos (ligado al hecho de que el campo gravitatorio no es esféricamente simétrico debido al aplanamiento del geoide en los polos) compensa exactamente el desplazamiento del ángulo de visión del Sol (del orden de 1° por día), que es una función de la rotación de la Tierra alrededor del Sol. La propiedad de esta trayectoria es que es sincrónica al sol, es decir, que siempre cruza un círculo de determinada latitud a la misma hora solar local, lo que permite al satélite observar la Tierra y su atmósfera día tras día en las mismas condiciones de iluminación.

Los primeros satélites, lanzados tanto por Estados Unidos (serie Tiros) como por la Unión Soviética (serie Meteor) en los años 60, eran satélites de desplazamiento.

Satélites geoestacionarios
Situados a una altitud (36 000 km) tal que la fuerza de inercia del accionamiento equilibra exactamente la fuerza de la gravedad, los satélites geoestacionarios están, a diferencia de sus predecesores, fijos en relación con un marco de referencia que gira con la Tierra. Para ello, deben situarse por encima del ecuador. Por lo tanto, el satélite se mantiene permanentemente vertical respecto al mismo punto de la superficie terrestre (de latitud 0°) y observa siempre la misma porción de la superficie terrestre, aunque no cubre las regiones polares de alta latitud. Para obtener una cobertura global de la atmósfera, se diseñó un conjunto de cinco satélites geoestacionarios espaciados en longitud, dos para Estados Unidos, uno para Europa, uno para la India y uno para Japón, en el marco del Programa de Investigación Atmosférica Global (GARP), que tuvo lugar en los años 70.

Europa, con la Agencia Espacial Europea (ESA), lanzó su primer satélite meteorológico estacionario, el Meteosat, en 1977, sobre el Golfo de Guinea en la longitud 0° (es decir, en el meridiano de Greenwich). Este satélite observa la atmósfera de Europa, África, Oriente Medio y partes de Sudamérica. Sus imágenes están disponibles cada media hora.

Estos dos tipos de satélites permiten observar la nubosidad. El Meteosat analiza las nubes y la atmósfera en tres bandas espectrales de diferentes longitudes de onda (canal visible, canal de vapor de agua y canal infrarrojo térmico). El último canal permite acceder a la temperatura aparente de la radiación y, por tanto, detectar las nubes altas, o “nubes frías”. La alta repetibilidad temporal de las imágenes del Meteosat (una imagen en cada canal cada media hora) permite realizar animaciones y seguir el movimiento de los sistemas nubosos asociados a zonas de mal tiempo, o incluso detectar la formación de un ciclón tropical.

Los satélites meteorológicos también pueden “sondear” la atmósfera verticalmente mediante la combinación de señales radiométricas en diferentes bandas espectrales (distribución vertical de la temperatura y la humedad), y medir, con ciertas correcciones, la temperatura de la superficie de los océanos y los continentes, y también, con la ayuda de ciertos instrumentos de a bordo, la cantidad de ozono presente en la atmósfera, o la extensión de la capa de hielo polar.

REDES CLIMATOLÓGICAS
Además de la red sinóptica, los servicios meteorológicos nacionales han creado estaciones de observación para uso en climatología, dirigidas por personal voluntario, que generalmente miden una o dos variables meteorológicas (precipitaciones y temperatura). En Francia, la red de pluviómetros está formada por unas 3.500 estaciones que realizan lecturas una vez al día, es decir, un pluviómetro cada 15 km aproximadamente. La densidad de esta red, a la que se añaden 2.000 estaciones termométricas, no tiene parangón y permite elaborar mapas detallados de las precipitaciones y la temperatura en Francia.

Desde mediados de los años 80, se han instalado redes de estaciones de medición automatizadas en algunas regiones francesas; en 1990, más de 400 estaciones automáticas podían ser interrogadas en tiempo ligeramente retardado. Estas estaciones pueden medir de 5 a 10 variables cuantitativas diferentes.

5. PREVISIÓN METEOROLÓGICA
Una previsión meteorológica consiste en determinar, a partir de los datos de un estado inicial conocido, la evolución del estado de la atmósfera al final de un intervalo de tiempo determinado (el llamado “periodo de previsión”), y ello -en teoría- en cualquier punto de la atmósfera.

El proceso de elaboración de una previsión meteorológica es, por tanto, complejo: implica varios pasos sucesivos y requiere el uso de una serie de herramientas. Se pueden distinguir dos fases en el proceso de previsión:
– La primera, totalmente automatizada, se llama previsión numérica; su soporte físico es el superordenador;
– La segunda fase requiere la intervención humana, y su función es transcribir los resultados de la previsión numérica en “tiempo sensible” y presentar esta previsión de forma inteligible para quienes la van a utilizar.

5.1. PREDICCIÓN METEOROLÓGICA NUMÉRICA
Las herramientas necesarias para llevar a cabo la fase de predicción meteorológica numérica son
– el Sistema Global de Telecomunicaciones (GTS), que debe concentrar las observaciones meteorológicas de todo el mundo;
– un método de análisis numérico de estos datos, que puede proporcionar la mejor evaluación posible del estado inicial de la atmósfera, representado por “campos” de variables cuyos valores se conocen en una serie de puntos de una cuadrícula tridimensional;
– un modelo numérico, que tiene que “funcionar” en un superordenador lo suficientemente potente como para proporcionar el resultado de la previsión numérica en el tiempo disponible.

EL SISTEMA MUNDIAL DE TELECOMUNICACIONES (SGT)
La capacidad de realizar observaciones sinópticas de la atmósfera es un requisito previo para una buena previsión meteorológica. Pero no basta con que todas las estaciones de la red realicen observaciones simultáneas cada tres horas. Estas observaciones también deben poder difundirse muy rápidamente por todo el mundo a los distintos servicios meteorológicos nacionales. Por eso se ha creado un sistema global de telecomunicaciones en virtud de acuerdos internacionales. Los servicios meteorológicos de los Estados miembros de la OMM intercambian su información a través del sistema mundial de telecomunicaciones meteorológicas.

Se asignan tres funciones a la red de telecomunicaciones, a nivel nacional o internacional
– concentrar en tiempo real la enorme cantidad de datos brutos de observación y medición procedentes de Francia y del extranjero
– para procesar esta masa de información muy rápidamente
– difundir los resultados de los modelos de previsión.

Toda la información está codificada en forma digital según un sistema único establecido internacionalmente (codificación por grupos de cinco dígitos). La difusión de estos datos codificados en el TMSS debe seguir procedimientos muy estrictos.

La arteria principal de esta red mundial de telecomunicaciones es un bucle alrededor de la Tierra que une centros “regionales”: Toulouse (Francia), Bracknell (Reino Unido), Offenbach (Alemania), Washington (Estados Unidos), Tokio (Japón), Nueva Delhi (India), Moscú (Rusia) y Praga (República Checa). Cada centro recoge los datos de los países de su área de responsabilidad y los introduce en el flujo de información del bucle principal. En sentido contrario, estos centros regionales retransmiten los datos que circulan por el bucle principal a los países adscritos a ellos. Así, Toulouse es el centro regional de telecomunicaciones para Lisboa (Portugal), Madrid (España), Dakar (Senegal), Casablanca (Marruecos), Argel (Argelia), Túnez (Túnez), Roma (Italia) y Bruselas (Bélgica).

ANÁLISIS DE LOS DATOS
El punto de partida es una situación en la que las observaciones de la superficie y del aire superior están distribuidas espacialmente de forma irregular y, por supuesto, no coinciden con los puntos de la malla del modelo. Por lo tanto, se requiere una interpolación espacial de los datos para estimar los valores de los campos de las variables meteorológicas en los puntos de la cuadrícula en un momento dado.

Este proceso de análisis incluye también una fase de comprobación de la calidad de la información y de detección de datos que puedan ser erróneos. Hay tres fuentes principales de error: fallos en los instrumentos de observación y medición humanos, mala codificación de la información y localización geográfica inexacta de los datos. Además, la calidad de la información depende de la precisión de la medición.

La aplicación del modelo de análisis de datos se complica por el hecho de que algunas observaciones se realizan en momentos no sinópticos. Este es el caso, en particular, de los datos procedentes de la observación por satélite (perfiles verticales, radianes). La interpolación se realiza combinando dos tipos de información: por un lado, los datos realmente observados en el momento sinóptico en cuestión y, por otro, los datos de una previsión de corto alcance realizada previamente por el modelo numérico, el llamado “borrador”.

Este análisis de datos, realizado automáticamente mediante la aplicación de un programa informático específico, da como resultado la especificación de los valores de los campos de datos de entrada según una cuadrícula tridimensional. A continuación, estos campos se someten a determinadas transformaciones para que constituyan un estado inicial compatible con las restricciones de aplicación de las ecuaciones de meteorología dinámica, y para evitar, en particular, la aparición de inestabilidades numéricas en el modelo.

MODELOS NUMÉRICOS
Un modelo numérico de predicción meteorológica realiza una simulación matemática de la evolución de la atmósfera, considerada como una mezcla de aire seco y vapor de agua, a partir de su estado inicial en un momento dado. Se basa en :
– por un lado, en la resolución discretizada de un sistema de ecuaciones diferenciales parciales para los procesos dinámicos (ecuaciones de equilibrio hidrostático, conservación del momento, continuidad para la conservación de la masa, termodinámica para la conservación de la energía, conservación del vapor de agua y ecuación de estado de los gases perfectos) ;
– por otro lado, en la representación matemática de procesos físicos altamente interactivos y “diabáticos” como las transferencias radiativas, los cambios de fase del agua y los intercambios de energía y agua entre la superficie del suelo y la atmósfera, todos ellos caracterizados por términos de generación o disipación de energía.

Un modelo numérico también se define por :
– su dominio espacial (hoy en día los modelos son globales, es decir, tienen en cuenta toda la superficie terrestre; antes eran hemisféricos) ;
– su tiempo de integración, generalmente de 10 a 20 minutos;
– su cuadrícula horizontal, definida por un intervalo de latitud y otro de longitud
– y sus niveles verticales (la atmósfera está dividida en capas de grosor desigual, normalmente entre diez y veinte capas).

El modelo numérico calcula el nuevo estado de la atmósfera (temperatura, humedad, viento y presión) en varios intervalos de tiempo de 6, 12 o 24 horas (en particular a las 24, 48, 72 y 96 horas). Todas estas operaciones tardan unas 6 horas en completarse. Un segundo modelo, con un dominio limitado (Europa) pero con una malla fina (35 km), produce una previsión detallada sobre Francia con un plazo de 36 horas. La adaptación local (ciudad por ciudad) de las previsiones de temperatura se realiza a continuación del propio modelo numérico de previsión, utilizando métodos de adaptación estadística validados en series de observaciones anteriores.

5.2. PREVISIÓN DEL “TIEMPO SENSIBLE”: LA EXPERIENCIA HUMANA
La elaboración de una previsión inteligible para los usuarios, y en particular para el público en general, no puede llevarse a cabo de forma totalmente automática. Además, el tiempo sensible, es decir, el tiempo que percibe todo el mundo, no es previsto directamente por el modelo numérico.

EL PRONOSTICADOR METEOROLÓGICO
El meteorólogo tiene que situar los frentes cálidos y fríos en los mapas isobáricos (mapas en los que se dibujan líneas de igual presión), y así identificar las zonas de contacto entre masas de aire de diferentes características, donde la actividad pluvial suele ser máxima.

Los mapas pronosticados por el modelo numérico son sólo una parte de la masa de información (unos 200 por día a consultar) de que dispone el pronosticador, en particular para la realización de la previsión a muy corto plazo (0 a 24 h); para este tipo de previsión, las imágenes de satélite (principalmente Meteosat) y las imágenes de radar (mosaico de radar compuesto sobre Francia) permiten situar espacialmente con precisión, en un momento dado, las zonas de nubosidad abundante y las zonas de actividad pluviométrica, respectivamente, y seguir su movimiento de media hora en media hora

El pronosticador también tiene a su disposición las observaciones de las estaciones de la red sinóptica más recientes (según la última red trihoraria, es decir, con menos de tres horas de antigüedad), que se trazan automáticamente en un mapa de fondo. La previsión local, realizada por los centros meteorológicos departamentales, puede así afinarse; alimenta los contestadores automáticos del tiempo, en los que se graban mensajes para el público en general, con una duración útil limitada de 2 min 30 s y que se renuevan tres veces al día.

Basado en la experiencia de varios autores, mis opiniones, perspectivas y recomendaciones se expresarán a continuación (o en otros lugares de esta plataforma, respecto a las características en 2026 o antes, y el futuro de esta cuestión):

Así, el pronosticador tiene que sintetizar muy rápidamente una enorme cantidad de información, aunque ello suponga, en algunos casos, modificar y posiblemente corregir las previsiones de los modelos numéricos en función de su experiencia.

AHORACASTING
Hay otro campo que está en pleno desarrollo: el de la previsión inmediata (de 0 a 6 horas de antelación), donde no es posible, por el momento, aplicar modelos numéricos. Se trata de aprovechar al máximo las imágenes de satélite y de radar, de manipularlas en una consola de visualización, de cruzar esta información con otras de origen exógeno (por ejemplo, localización de descargas atmosféricas, rayos) y de vigilar el movimiento de los sistemas precipitantes. Todos los fenómenos de corta duración (ráfagas, chubascos, tormentas, nevadas, nieblas matinales, etc.) entran en el ámbito de la nowcasting.

La previsión de fenómenos peligrosos (tormentas en Francia metropolitana, ciclones tropicales en los DOM-TOM, por ejemplo) es responsabilidad esencial de los meteorólogos. El objetivo es proteger a las personas y los bienes mediante la emisión de alertas lo antes posible, que deben transmitirse a las autoridades de la prefectura mediante métodos de difusión rápida.

La sinergia entre los modelos numéricos y la experiencia humana desempeñó así un papel fundamental en la previsión de la tormenta del 15 y 16 de octubre de 1987, que devastó parte de Bretaña y el sur de Inglaterra.

5.3. NOCIONES DE ESPACIO Y ESCALAS DE TIEMPO
Todos los fenómenos atmosféricos son localizables en el espacio y en el tiempo: los frentes, las tormentas eléctricas, las granizadas o los tornados tienen cada uno de ellos una determinada extensión espacial y unas dimensiones características que pueden variar con el tiempo y su propia evolución. Además, estos fenómenos suelen ser móviles y, por lo tanto, afectarán al espacio encontrado durante y a lo largo de su trayectoria; también se caracterizan por una cierta duración de vida.

LA DURACIÓN DE UN FENÓMENO METEOROLÓGICO
Así, una perturbación meteorológica del oeste (la dirección de la que procede el viento), fenómeno clásico que afecta a Europa occidental, experimenta una determinada secuencia cronológica durante su “vida”: se desarrolla en fases sucesivas durante las cuales su actividad, manifestada por diversos fenómenos físicos (formación de nubes, refuerzo del viento, precipitaciones, etc.), también varía en intensidad.

Todo fenómeno atmosférico tiene una determinada organización espacio-temporal. Por ejemplo, un remolino de polvo observado en verano sobre una carretera seca tendrá una extensión espacial del orden de un metro y una vida del orden de diez segundos; un tornado puede tener un diámetro de entre diez y cien metros, y una vida de entre cinco y treinta minutos; una tormenta eléctrica, asociada a una nube cumulonimbus, puede afectar a un territorio inscrito en un círculo con un diámetro de unos pocos kilómetros, y su vida suele ser del orden de una hora.

TAMAÑO MÍNIMO DEL FENÓMENO METEOROLÓGICO QUE PUEDE SER DIGITALIZADO
Una de las primeras observaciones sobre estos fenómenos es que -por no hablar de su previsibilidad- podrán escapar por completo de las redes de observación con las mallas más estrechas (la malla de la red pluvial más densa es de 15 km). Por lo tanto, por debajo de un tamaño mínimo, es imposible que el modelo numérico reproduzca fenómenos como una tormenta eléctrica, y mucho menos un tornado, por no hablar de un remolino de polvo. Este tamaño mínimo vendrá determinado por el tamaño de la malla de la red horizontal utilizada tanto por el método de análisis numérico de los datos iniciales como por el modelo numérico de predicción meteorológica.

Los modelos más finos que se utilizan actualmente en Francia tienen un tamaño de cuadrícula de 35 km. Si asumimos que un fenómeno debe implicar un mínimo de 9 puntos de cuadrícula para ser representado por el modelo, podemos ver que el modelo numérico no podrá representar explícitamente fenómenos atmosféricos de menos de cien kilómetros de tamaño.

6. INSTITUCIONES METEOROLÓGICAS NACIONALES E INTERNACIONALES
6.1. MÉTÉO FRANCIA
Météo France, institución pública bajo la supervisión del Ministro de Transportes, representa a Francia en la OMM. Sus principales misiones son la vigilancia atmosférica y la predicción del tiempo, con el fin de contribuir a la seguridad de las personas y los bienes frente a los riesgos atmosféricos. Implementa un sistema de observaciones meteorológicas, procesamiento de datos, archivo climatológico y difusión de información meteorológica. En particular, debe cumplir los requisitos de asistencia meteorológica necesarios para la seguridad aeronáutica.

El cumplimiento de estas misiones se basa en una organización territorial, tanto en Francia metropolitana como en los departamentos, territorios y comunidades de ultramar. Seis servicios técnicos centrales, siete servicios exteriores territoriales en Francia continental y seis servicios meteorológicos de ultramar están bajo la autoridad de la dirección de Météo France. Además, Météo France puede solicitar dictámenes o recomendaciones, en materia de previsión o evaluación de las necesidades que deben satisfacerse, a dos organismos directamente dependientes del ministerio de tutela: el Conseil supérieur de la météorologie (CSM) y la Inspection générale de l’aviation civile et de la météorologie (IGACEM).

Los seis servicios técnicos centrales (STC) son el Servicio Central de Explotación de la Metereología (SCEM), el Centro Nacional de Investigaciones Metereológicas (CNRM), la Escuela Nacional de Metereología (ENM), el Servicio de Estudio de las Técnicas Instrumentales de la Metereología (SETIM), el Servicio Administrativo de la Metereología (SAM) y el Servicio Central de Comunicación y Comercialización (S3 C).

6.2. COOPERACIÓN EUROPEA EN METEOROLOGÍA
La cooperación europea entre los servicios meteorológicos nacionales de Europa Occidental tiene una larga historia. Algunas actividades de cooperación se llevan a cabo en el marco de estructuras integradas, basadas en acuerdos firmados a nivel intergubernamental, otras en el marco de proyectos de investigación y desarrollo de la Comunidad Europea.

Las estructuras integradas existentes son el ECMWF (Centro Europeo de Predicción Meteorológica a Medio Plazo) y Eumetsat, la organización europea para la explotación de satélites meteorológicos.

EL CENTRO EUROPEO DE PREDICCIÓN METEOROLÓGICA A MEDIO PLAZO (ECMWP)
Situada en Reading, al suroeste de Londres, en Inglaterra (Reino Unido), la C.E.P.M.T. fue creada en 1975 por la voluntad de 17 países europeos. Su misión es elaborar previsiones meteorológicas de medio alcance (de tres a cinco días) por cuenta de los Estados miembros, y su objetivo es lograr previsiones meteorológicas que puedan utilizarse hasta con diez días de antelación.

Las principales directrices del ECMWF las establece su Consejo, compuesto por dos representantes de cada Estado miembro. Una de las razones de su éxito es que, desde el principio, sus objetivos han estado muy centrados: desarrollo de métodos numéricos, especialmente en el campo de la asimilación de datos, producción de previsiones meteorológicas operativas de medio alcance, e investigación y desarrollo destinados a mejorar la calidad de las previsiones.

EUMETSAT
Desde su creación en 1986, Eumetsat se ha hecho cargo del programa Meteosat de satélites geoestacionarios, lanzado y gestionado inicialmente por la Agencia Espacial Europea (ESA). Su misión es garantizar la continuidad de las operaciones previstas (en particular el desarrollo de la segunda generación de satélites Meteosat) y establecer un programa europeo de observaciones por satélite en órbita polar similar a las de la Agencia Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA).

OTROS PROGRAMAS EUROPEOS
Han surgido programas y acciones de investigación y desarrollo a nivel europeo en los ámbitos de los sistemas de observación (radares de precipitación, radares de perfil del viento), meteorología vial, medio ambiente y oceanografía. Una red reúne a los principales centros europeos de investigación climática: el C.N.R.M. (Centre national de recherches météorologiques) de Météo France, el Hadley Center británico y el Instituto Max Planck de Hamburgo.

Se ha establecido una cooperación entre Météo France y varios servicios meteorológicos de los países de Europa del Este en el ámbito de la previsión numérica en zonas limitadas.

Además, una agrupación de interés económico, denominada Ecomet y con sede en Bruselas (Bélgica), pretende coordinar las actividades de los servicios meteorológicos europeos en la producción de servicios y la comercialización de productos meteorológicos.

6.3. LA ORGANIZACIÓN METEOROLÓGICA MUNDIAL (OMM)
La Organización Meteorológica Mundial contaba en 2007 con 182 Estados miembros en 6 regiones. Tras un convenio que entró en vigor en 1951, sucedió a la Organización Meteorológica Internacional, creada en 1873. La OMM, con sede en Ginebra (Suiza), es un organismo intergubernamental adscrito a la Organización de las Naciones Unidas (ONU).

Sus principales misiones son garantizar la cooperación internacional en materia de meteorología, a través de la Vigilancia Meteorológica Mundial (VMM), que funciona mediante el Sistema Mundial de Telecomunicaciones (SMT), y la normalización de los métodos y procedimientos de adquisición e intercambio de datos. La OMM también debe promover la investigación -a través del Programa Climático Mundial, la educación y la formación en meteorología, en particular-, la cooperación técnica y la transferencia de tecnología a los países en desarrollo.

La OMM también coopera con otras organizaciones internacionales, como la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI), el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA), el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD), la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO), la Comisión Oceanográfica Internacional de la Unesco y el Consejo Internacional de Uniones Científicas (CIUC).

Datos verificados por: Thompson
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Recursos

Notas y Referencias

Véase También

Atmósfera, Cambio climático, Ciencias de la Tierra, Climatología, Metereología, Clima,

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