Un software reproduce con exactitud la atmósfera terrestre en tres dimensiones

El trabajo científico puede ser difícil de comunicar, sobre todo cuando hay que enfrentarse a un público amplio, incluso dentro de una comunidad científica. La especialización de la ciencia ocasiona a menudo dificultades para seguir el trabajo de otros científicos que no se ocupan exactamente del mismo campo.

La visualización científica es una rama de la ciencia centrada en ilustrar gráficamente los datos, para permitir precisamente a los científicos comprender la información recogida. Se trata de un campo que despierta gran interés, sobre todo en el ámbito de la Ciencia Atmosférica, pero requiere un tratamiento muy repetitivo de datos, uno de los grandes obstáculos que ha impedido el desarrollo de software y, por ende, de una difusión más amplia.

Como científico atmosférico, Martin Jucker consideraba frustrante visualizar información sobre la atmósfera terrestre en un plano bidimensional, modelando datos horizontales y verticales por separado, por lo que se aventuró a desarrollar un software que diera respuesta a esta demanda. El resultado es pv_atmos, un paquete de software que permite a los investigadores crear modelos 3D esféricos y perfectamente proporcionados sobre datos atmosféricos.

Jucker es académico del Programa de Ciencias Atmosféricas y Oceánicas de la Universidad de Princeton, en Estados Unidos, la cual ha emitido un comunicado en el que queda patente la apuesta del investigador por modelos realistas. “Queda mucho más claro para la gente si puede ver la atmósfera como es realmente, no como un mapa plano”, explica.

Para crear esos modelos ha diseñado un software disponible gratuitamente en ParaView, un paquete de software de código abierto y uno de los programas más populares para visualizar datos científicos. Este se utiliza sobre todo para información sobre clima y pronóstico, pero con la nueva aplicación se completará su funcionalidad.

De las presentaciones al software

Jucker es un apasionado de las animaciones, que siempre le han acompañado en charlas, talleres y conferencias, no sólo para amenizar la presentación, sino para explicar en qué consiste su trabajo. El resultado es una importante colección tanto de imágenes como de vídeos, la mayoría expuestos una sola vez, por lo que ahora ha decido mostrarlos en su web para contribuir a un mejor entendimiento de la atmósfera, sobre todo entre la comunidad no científica.

“Veo esto como parte de mi trabajo, ya que soy de la creencia de que los científicos pagados con fondos públicos tienen una cierta obligación de informar sobre el resultado de sus investigaciones”, destaca el investigador. De la inclusión de las animaciones en sus presentaciones pasó a dar talleres, y de ahí a aventurarse en la programación de software, haciendo así alcanzable la visualización para otros científicos.

Otro de los obstáculos que veía era la dificultad para mostrar cierta información. Por ejemplo, la distancia entre las diferentes capas de la atmósfera se determina por la presión que ejercen las capas superiores; cuanto más cerca del suelo está una capa, más comprimida estará. Sin embargo, los modelos de datos suelen mostrar las diferencias de presión del mismo modo. “Quiero modelar la estratosfera, pero también lo que está ocurriendo en el suelo. Necesitaba poder mostrar ambos estratos de forma diferenciada”, indica Jucker.

Para ello, los script del software automatizan la carga de datos en una cuadrícula de latitud, longitud y presión, recalculando la cuadrícula para conseguir una representación esférica con todos los datos. Pv_atmos ofrece la posibilidad de añadir ejes, cuadrículas, planos y etiquetas.

El paquete está completamente escrito en Python, y no necesita la instalación de ningún otro software que no sea ParaView. Además, se puede utilizar desde cualquier plataforma. El mismo está ya disponible online, así como muestras de las imágenes y vídeos 3D de Jucker. El programa se ha dado a conocer recientemente en la revista especializada Journal of Open Research Software.

Código abierto

Esta herramienta se presenta como punto de partida para un futuro desarrollo. Aunque el autor trabaja en este momento para incorporar nuevos datos geográficos, tales como mapas y fronteras del mundo, su intención en fomentar el desarrollo de pv_atmos basado en la comunidad.

Y es que, aunque el software de Jucker no es el único en su campo, pues muchos laboratorios desarrollan paquetes similares para su propio uso, su particularidad reside en ser de los pocos disponibles para cualquier usuario, o incluso para quien quiera mejorarlo.

Es lo que supone un software de código abierto, al igual que ParaView, que se entiende como un proyecto de grupo que nunca acaba, siempre y cuando alguien encuentre margen de mejora. "Lo que espero es que se una al proyecto gente de todo el mundo, que cualquiera que quiera lo descargue y trabaje con él", subraya Jucker.

En este sentido se refiere tanto a la comunidad científica, como a desarrolladores o simples internautas “que conozcan mi herramienta y le saquen partido”, señala el investigador, quien reconoce su utilidad a la hora de presentar su trabajo, pues “no habría sido tan interesante o comprensible desde una superficie plana”.