¿Cómo se hacen las previsiones del tiempo?

Ya en un artículo anterior hablábamos de cómo se hacen las previsiones meteorológicas. En esta ocasión entramos en mayor detalle y analizamos también el funcionamiento del Sistema Atmósfera y los problemas que conlleva intentar pronosticar su evolución futura a partir de modelos numéricos.

Para entender en qué consite la predicción del tiempo primero tenemos que hablar del Sistema Tierra. Nuestro planeta funciona como un sistema enormemente complejo. En su comportamiento y evolución influyen infinidad de elementos que interactúan constantemente. Podemos agrupar esos elementos del Sistema Tierra en 5 grandes grupos, subsistemas o “esferas”:

  • La atmósfera: es el envoltorio gaseoso de la Tierra y sus principales componentes son el oxígeno y el nitrógeno.
  • La hidrosfera: el agua, incluyendo océanos, mares, lagos, ríos y aguas subterráneas. Representa más de las 2/3 partes de la superficie del planeta.
  • La criosfera: la capa de agua en forma de hielo que se almacena en los glaciares, la banquisa o el permafrost.
  • La litosfera: los continentes, la tierra firme.
  • La biosfera: todos los seres vivos, incluidos nosotros (los seres humanos) que habitamos este planeta.

Aunque cada uno de estos subsistemas tiene su propio funcionamiento es imposible estudiarlos de forma aislada. No hay que olvidar que forman parte de un “todo” y que dependen unos de otros. Los fenómenos meteorológicos se producen en la atmósfera, sin embargo, el resto de esferas o subsistemas tiene una influencia crucial en ella, por lo que habrá que tenerlas también en cuenta a la hora de estudiarla.

Si lo que queremos es predecir el tiempo, es decir, la evolución de los fenómenos meteorológicos que se dan en la atmósfera, deberemos saber con exactitud cuál es su comportamiento. En primer lugar hay que entender que la atmósfera está compuesta por un conjunto de gases y, por tanto, se comporta como un fluido. A partir de unas propiedades iniciales (temperatura, humedad, presión, velocidad del viento…) podemos calcular su evolución futura mediante el cálculo con ecuaciones de dinámica de fluidos y termodinámica. De esta forma, construimos un modelo numérico o matemático, una simplificación de la realidad, pero que nos permite, en cierta forma, “experimentar” con una atmósfera virtual.

Aunque sobre el papel parece relativamente fácil modelizar la atmósfera, nada más lejos de la realidad. Los modelos tienen muchas limitaciones:

1.- En primer lugar porque la atmósfera no es una ecuación. El modelo, sea del tipo que sea, siempre comporta cierto error. En el momento en el que se simplifica una realidad compleja se pierde parte de información. Los propios instrumentos que miden las distintas variables meteorológicas tienen un error y, de todos modos, tampoco sabemos el estado de la atmósfera en todos sus puntos, ya que no hay estaciones meteorológicas en todos ellos.

2.- Además, en este caso, aplicamos un modelo sobre un sistema de naturaleza caótica, es decir, un sistema en el que una ligera variación en cualquiera de los parámetros o elementos que le afectan puede suponer un cambio muy sustancial en el resultado final.

3.- Además, hemos dicho que el resto de “esferas” influyen en el sistema atmósfera. Será necesario, por tanto, modelizar también esas relaciones. Las ecuaciones de dinámica de fluidos funcionarían en un sistema totalmente aislado, pero la atmósfera no lo está, al contrario, es un conjunto de subsistemas totalmente interconectados.

Salida del modelo HIRLAM con isotermas a 850 hPa.

Salida del modelo HIRLAM con isotermas a 850 hPa.

En todo caso, los modelos meteorológicos son la herramienta más potente que tenemos para predecir el tiempo. El trabajo de los meteorólogos es interpretar las salidas de esos modelos (ya sea en forma de mapa, tabla de datos, gráfico…) y, con esos datos, elaborar una previsión lo más fiable posible.

Demasiado calor: los termómetros urbanos

Posiblemente te habrás planteado por qué los típicos termómetros urbanos marcan casi siempre temperaruras muy por encima de los valores oficiales o los que comentan los hombres y mujeres del tiempo en televisión.

La verdad es que este tipo de termómetros lo único que marca bien, como mucho, es la hora. Y es que están diseñados e instalados de forma prácticamente contraria a las normas para medir la temperatura que establece la OMM (Organización Meteorológica Mundial).

A los meteorólogos lo que nos interesa es medir la temperatura del aire, de ese envoltorio gaseoso que nos envuelve. Así que para medir con precisión esa temperatura se deben seguir una serie de pautas.

Para empezar un termómetro no puede estar expuesto a la radiación directa del Sol. La coletilla “a la sombra”, esos famosos “40ºC a la sombra hoy en Sevilla”, es en realidad una redundancia. ¡Claro que a la sombra! La temperatura se mide siempre a la sombra porque, si la medimos al Sol, el termómetro se calienta y ya no estamos midiendo la la temperatura del aire, sino la del termómetro. Los termómetros urbanos son negros. No hace falta ser físico para saber que el negro absorbe al máximo la radiación. Está claro que la “carcasa negra” del sensor de este tipo de termómetros se sobrecalentará alterándose así la medida.

Existen otras condiciones más exigentes, pero que no influyen tanto en el error en la medida. Por ejemplo se recomienda que el termómetro esté a metro y medio del suelo y sobre un suelo ajardinado de forma que se reduzca la irradiación del suelo.

Está claro que en pleno casco urbano es difícil evitar todas esas irradiaciones procedentes del asfalto y los edificios. Lo que es seguro es que no podemos sacar conclusiones meteorológicas de un termómetro que es negro y está a pleno Sol.

La temperatura se mide dentro de lo que los meteorólogos llamamos “garita” o “abrigo meteorológico”. Es una pequeña caseta de madera, pintada de blanco (para dispersar al máximo la radiación). Sus paredes son como de persiana, con listones en un ángulo de 45º que permiten que el aire circule libremente pero sin que lleguen a entrar los rayos del Sol. Las patas lo elevan ese metro y medio del que hablábamos antes, evitando así la mayor parte de la irradiación del suelo.

¿Conoces Weather Forecast Generator?

Con Weather Forecast Generator podrás publicar de forma muy visual, rápida y sencilla tus previsiones meteorológicas.

La aplicación genera una imagen que podrás compartir en la red.

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Sólo tienes que rellenar un pequeño formulario y la aplicación generará una imagen que podrás compartir en tu web, blog o redes sociales.

En varios idiomas y totalmente gratuito Weather Forecast Generator es la mejor herramienta para pronosticadores del tiempo.

 

Puedes acceder a la aplicación desde www.meteodata.org/wfg

 

La sensación térmica: videoblog

Ya en una entrada anterior traté el tema de la sensación térmica, es decir, la temperatura que realmente siente el cuerpo humano y que, bajo determinadas condiciones, difiere de la temperatura real.

En esta ocasión profundizamos un poco más en el asunto a través de un vídeo. En él, Luis Miguel Pérez, mi profesor de televisión del Máster en Climatología Aplicada y Medios de Comunicación que concluí hace unos meses, me entrevista e introduce en la cuestión.

Gracias a Badalona Comunicació S.A. y a su equipo técnico por hacer posible esta grabación.

 

Rayos, truenos y centellas

El rayo es sin duda uno de los fenómenos meteorológicos más llamativos y espectaculares de la Naturaleza. Pero, ¿cómo se producen exactamente? Un rayo no es más que una gigantesca descarga eléctrica, aunque el proceso para que se produzca no es tan sencillo.

En primer lugar, hay que tener en cuenta que no todas las nubes son capaces de generar rayos. Sólo en los cumulonimbos, esas enormes nubes de desarrollo vertical y con cierta forma de coliflor, se dan las condiciones necesarias. Y es que, en el interior de los cumulonimbos se producen unas corrientes de aire muy potentes. Es como si la nube estuviera constantemente centrifugando aire, como una gran lavadora. Son precisamente esas corrientes verticales de aire las que, de forma efectiva, van separando las cargas positivas y negativas de la nube. Ese proceso genera una gran diferencia de potencial (de millones de voltios), tanto dentro de la nube como entre la nube y el suelo. El aire es un buen conductor de la electricidad así que, cuando el potencial eléctrico es suficiente, se produce la descarga: lo que llamamos rayo.

El relámpago es la emisión de luz que se produce cuando, por el paso de la corriente eléctrica del rayo, se ionizan las moléculas del aire. Por otro lado está el trueno, que es el sonido, el estruendo provocado por la expansión del aire ante el aumento de la temperatura que provoca el rayo. Rayo, relámpago y trueno se producen de forma simultánea, pero nosotros percibimos la luz antes que el sonido, ya que la luz viaja a mayor velocidad. Concretamente la luz se desplaza a 300.000 Km/s, mientras que el sonido lo hace a 343 m/s. Es decir, el sonido viaja prácticamente 1 millón de veces más despacio que la luz. Por eso, primero vemos el relámpago y después escuchamos el trueno.

Ahora mismo hay unas 2.000 tormentas descargando rayos sobre el planeta. Y es que como promedio se calcula que caen unos 100 rayos cada segundo. Puedes encontrar información sobre cómo protegerte de los rayos en este vídeo: