Un nuevo modelo informático predice el nacimiento y la evolución de los ciclones

Los ciclones tropicales han causado la muerte de casi dos millones de personas en los últimos 200 años. Uno de estos devastadores fenómenos meteorológicos, bautizado como Nargis, azotó las costas de Myanmar en mayo de 2008 generando una ola gigante que penetró hasta 35 kilómetros en tierra firme, causando estragos a su paso y al menos 78.000 muertos y 56.000 desaparecidos.

Al otro lado del Globo, Bo-wen Shen observaba con impotencia como el tifón destrozaba la antigua Birmania. De origen taiwanés pero afincado en EEUU, Shen se decidió a encontrar la manera de prevenir catástrofes como la desatada en el océano Índico. Con el apoyo de la NASA, el joven investigador de la Universidad de Maryland ha creado el primer modelo informático capaz de anticiparse cinco días al nacimiento y evolución de los ciclones tropicales. Para ello se ha valido de la capacidad de procesamiento del superordenador Pleiades de la NASA, según publica la página web de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio de Estados Unidos.

Shen utilizó los datos atmosféricos previos a la llegada del ciclón Nargis para construir una simulación retrospectiva que, de haber estado disponible en 2008, hubiese sido capaz de detectar la tormenta tropical cinco días antes de que se produjese. Esto habría permitido a los meteorólogos alertar a la población de la intensidad del fenómeno atmosférico que se avecinaba, con la consecuente disminución en el número de vidas arrebatadas por el Nargis.

La base del trabajo de Shen es un modelo avanzado de computación que podría mejorar la capacidad para predecir los ciclones tropicales. Su equipo de investigación lo utiliza para ejecutar millones de ecuaciones matemáticas con datos relativos a variables atmosféricas como la velocidad del viento, la temperatura o humedad, entre otras. Estos cálculos se traducen en datos digitales que proporcionan información sobre la ubicación del ciclón y las condiciones de la atmósfera.

Todas estas averiguaciones se plasman en mapas geográficos que los científicos utilizan para compararlos con las observaciones reales de un fenómeno meteorológico del pasado, como el Nargis, y evaluar así la exactitud del modelo. Cuanto más fielmente refleje los resultados del caso real, más confianza tendrán los científicos en el grado de certeza de sus predicciones.

"Para predecir los huracanes lo que realmente se necesita es un modelo que pueda representar las condiciones del tiempo inicial - los movimientos del aire y las temperaturas y precipitaciones - y simular cómo evolucionan e interactúan a nivel mundial y local para establecer un ciclón en movimiento. Sabemos lo que está pasando en áreas muy grandes. Por lo tanto, necesitamos simulaciones de alta resolución con capacidad para proporcionar detalles de las condiciones que se dan en las áreas más pequeñas posibles. Hemos marcado varios hitos desde 2004 y ya podemos calcular con un nivel de detalle 10 veces superior al que nos permitían los modelos climáticos tradicionales", asegura Shen.

La supercomputación al servicio de la meteorología

La predicción del nacimiento de un ciclón ha sido posible gracias a la supercomputadora que tiene la NASA en su centro de Moffett Field, en California. Bautizada con el nombre de Pleiades, puede procesar gran cantidad de datos atmosféricos mundiales y regionales. Desde 2008, este superordenador ha ido aumentando su capacidad hasta alcanzar los 81.920 CPUs de escritorio, lo que ha servido al equipo de Shen para mejorar las simulaciones de todos los aspectos que intervienen en la formación de una tormenta, incrementando el gado de precisión de sus predicciones.

A pesar de esta mejora en los niveles de seguridad, uno de los coautores del estudio, Robert Atlas, director de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) de EEUU y ex jefe meteorólogo de la NASA en el Goddard Space Flight Center en Greenbelt, Maryland, advierte que el modelo de Shen no tiene porqué funcionar en todas las tormentas devastadoras que están por venir. Sin embargo sí reconoce que establece un nuevo camino para que los investigadores de la NOAA afinen y pongan a prueba la capacidad de sus propios modelos.

Pero además de fomentar nuevos diseños de modelos predictivos, la investigación de Shen abre puertas al estudio de las condiciones físicas que se esconden detrás de los fenómenos meteorológicos. "En los últimos años, los modelos mundiales de alta resolución han mejorado nuestra comprensión de la física que hay detrás de las tormentas y su interacción con las condiciones atmosféricas más rápidamente que todo lo que se ha avanzado en las últimas décadas", explicó Shen en la presentación de su estudio ante sus compañeros de la Unión Americana de Geofísica en la reunión de geofísicos del Pacífico Occidental celebrada en Taipei (Taiwán) hace apenas un mes.