un radar meteorológico ayuda a estudiar fenómenos extremos

revista ConCIENCIA 11
Imagen de probabilidad
de granizo emitida
por el radar el 2 de
octubre de 2012 a la
madrugada, cuando
se produjo una de
las últimas grandes
granizadas en la ciudad
de Santa Fe.
Un radar meteorológico
ayuda a estudiar
fenómenos extremos
PRISCILA FERNÁNDEZ
—
Gracias a una terminal de recepción de datos instalada en la UNL, investigadores son capaces de analizar la ocurrencia y distribución de fenómenos meteorológicos en el centro de Santa Fe y Entre Ríos. El radar –dependiente del INTA– está ubicado en la localidad entrerriana de Oro Verde.
Prever la ocurrencia de fenómenos como
tormentas convectivas o granizadas es
un desafío para los modelos meteorológicos. Esto se debe a que se trata de
fenómenos intensos, con un tiempo de
vida breve y que se desarrollan muy localmente. La información recolectada por
una estación meteorológica es puntual y
puede no ser representativa para su área
de influencia.
Para poder estudiar y desarrollar modelos que ayuden a prever la ocurrencia de
estos fenómenos en la zona central de
Santa Fe y Entre Ríos, investigadores de
la Universidad Nacional del Litoral (UNL)
procesan imágenes del radar meteorológico instalado por INTA en la localidad
entrerriana de Oro Verde.
Si bien las imágenes satelitales muestran el desarrollo espacial de las nubes,
no ofrecen el mismo nivel de detalle que
permite un radar meteorológico. “Este
equipo brinda información precisa y detallada en el tiempo y en el espacio. Por
eso es una herramienta importante, no
sólo para mostrar a través de la página
web cómo va evolucionando una tormenta sino que permite usar esa información
para estimar cómo puede evolucionar, qué
puede pasar en media, una o dos horas”,
explicó José Luis Macor, investigador del
Centro de Estudios de Variabilidad y Cambio Climático (Cevarcam) de la Facultad de
Ingeniería y Ciencias Hídricas (FICH).
“Recibimos información directa del radar; llega en forma bruta a la terminal
que se encuentra en la Facultad. Luego
un software la procesa para la generación de diferentes productos”, sintetizó.
Una de estas producciones se vuelca en
un sitio web (www.unl.edu.ar/cevarcam)
que ofrece acceso libre a imágenes procesadas que se actualizan cada diez
minutos. Además, los investigadores generan otro tipo de análisis que pueden
servir de insumo para la toma de decisiones de diversas instituciones.
¿Cómo funciona?
Los radares funcionan con ondas electromagnéticas en el rango de las microondas. Se trata de un tipo particular de
onda que viaja en forma rectilínea por la
atmósfera y que a medida que se aleja
del emisor se va dispersando, formando
un volumen de muestreo. Las ondas rebotan en los hidrometeoros que interceptan –como las gotas o partículas de hielo,
por ejemplo- permitiendo medir su distancia relativa al radar, altitud y velocidad.
El radar obtiene datos de reflectividad
de los hidrometeoros, distribuidos espacialmente, que deben procesarse para
detectar celdas de tormenta, conocer el
desarrollo en altura de las nubes, determinar velocidad y dirección de viento y
estimar cómo se distribuye la lluvia en
el espacio. “Cada imagen corresponde
a una superficie aproximada de 240km
por 240km a una resolución de 1km
cuadrado por píxel, esto genera información valiosa sobre la distribución de la
lluvia, ya que es imposible instalar un
número equivalente de pluviómetros que
permita obtener la misma información”,
destacó Macor.
La tecnología de radar es muy útil pero
tiene ciertas limitaciones que deben tenerse en cuenta para obtener el mayor
rigor en los datos. Por una parte existe
un límite infranqueable en la distancia
hasta donde puede ver un radar y eso
está determinado por la curvatura de la
tierra. “Como las ondas viajan rectilíneamente, en cuanto se alejan también se
van distanciando de la superficie de la
Tierra. Por esto el alcance máximo de un
radar es de unos 350km”, explicó Norberto García, director del Cervacam.
Para predecir
“Describir matemáticamente la dinámica
de la atmósfera de manera exacta es imposible, las ecuaciones con las que se
trabaja intentan, de manera aproximada,
representar sus movimientos, pero son
bastante limitadas”, recalcó Macor.
Para poder predecir cómo se comportará la atmósfera en las horas siguientes,
los investigadores analizan secuencias
de imágenes de radar. La evolución de
cada fenómeno meteorológico es aleatoria y depende de las condiciones atmosféricas que lo determinan. Entonces, el
trabajo consiste en analizar la serie de
manera de encontrar una secuencia dentro de la aleatoriedad. Esa búsqueda se
hace con modelos matemáticos.
“La idea es correr el modelo muchas veces, generando distintas realizaciones
posibles de ocurrencia de fenómenos, la
más probable de ellas se toma como predicción. Aunque todo esto se encuentra
en etapa de investigación”, contó.
Lluvias y drenaje urbano
Además de modelar los fenómenos meteorológicos, los investigadores pueden
relacionar esta información generada con
una cuenca, como el sistema de drenaje
de una ciudad. De este modo es posible
realizar una modelación hidrológica que
consiste en combinar los datos de medición de lluvia con los valores de caudal
a la salida de la cuenca. Actualmente,
los científicos de la UNL están realizando este tipo de investigaciones sobre el
sistema de drenaje de la ciudad de Esperanza, en Santa Fe.
La ventaja de trabajar con imágenes de
radar es que a cada subcuenca corresponde un cierto número de píxeles de la
imagen, asociados con lluvia. “Para poder usar esa información estamos desarrollando un algoritmo que permita tomar
todos esos pixeles que cubren una subcuenca y obtener una precipitación media ponderada. Ese valor de lluvia es el
que se ingresa al modelo matemático de
drenaje, y es diferente al valor de lluvia
de las subcuencas vecinas”, dijo Macor.
Además, trabajar con imágenes de radar
presenta otra ventaja sobre la medición
con pluviómetros: la instantaneidad de la
información. “No todos los pluviómetros
transmiten la información en forma online
por lo que muchas veces se almacena y
se la retira después que la tormenta pasó.
Con las imágenes de radar, uno puede
observar la evolución de las tormentas a
intervalos de diez minutos y realizar una
previsión casi online”, concluyó.