Planeadores oceánicos sin tripulación y drones de vela están revolucionando el pronóstico de huracanes

Con los meteorólogos del Centro de Predicción Climática de la NOAA (una división del Servicio Meteorológico Nacional) pronosticando una actividad de huracanes por encima del promedio este año, un artículo publicado en la revista de revisión por pares Oceanografía muestra que las plataformas robóticas de observación oceánica pueden mejorar los pronósticos de intensidad de huracanes y tormentas tropicales y deben respaldarse como un componente crucial de la infraestructura oceánica diseñada para proteger las vidas de los residentes costeros y mitigar el impacto económico de las tormentas.

Se espera que la temporada de huracanes del Atlántico, que oficialmente comienza hoy, traiga de 14 a 21 tormentas con nombre, incluidos de 3 a 6 huracanes importantes con vientos de 111 mph o más.

En los EE. UU., los huracanes han causado más de un billón de dólares en pérdidas desde 1980, y aunque los pronósticos de llegada a tierra que impulsan las órdenes de evacuación y guían los preparativos costeros antes de las tormentas han ido mejorando constantemente, el pronóstico de la fuerza de las tormentas se ha retrasado. La intensidad de la tormenta está influenciada por muchos factores, incluida la circulación atmosférica, la dinámica interna de la tormenta y las interacciones aire-mar, así como las corrientes fronterizas, por ejemplo, la corriente circular en el Golfo de México, e incluso la topografía del fondo marino.

Si bien algunas herramientas de observación del océano existentes brindan datos útiles para el modelado numérico de tormentas, no son lo suficientemente sensibles para llenar todos los vacíos de datos, especialmente en la interfaz aire-mar, donde el océano y la atmósfera intercambian calor y energía, y la dinámica del océano superior, que son fundamentales para pronosticar la fuerza de las tormentas. Entre 2018 y 2021, los planeadores submarinos se desplegaron más de 280 veces y pasaron 13 000 días en el mar abierto en el Océano Atlántico, el Mar Caribe, el Golfo de México y frente a la costa este de EE. UU. durante las temporadas de huracanes para probar si podrían ayudar a llenar el lagunas de datos.

Los planeadores submarinos son robots submarinos autónomos que recopilan datos oceánicos en ubicaciones remotas y en profundidad y pueden programarse y pilotarse de forma remota para realizar misiones específicas.

Estos planeadores están equipados para comunicarse con satélites, lo que les permite transmitir datos oceánicos a modeladores y pronosticadores en tiempo real o casi real. En 2021, también se emplearon Saildrones, vehículos que funcionan con energía eólica y solar que viajan a lo largo de la superficie del océano para recopilar datos. También se comunican vía satélite en tiempo real o casi en tiempo real.

Ambos tipos de robots pueden operar y recopilar datos en condiciones peligrosas donde el envío de barcos tripulados pondría en riesgo vidas humanas. Y, dada su capacidad para comunicar datos rápidamente, la información se puede utilizar para pronosticar tormentas casi en tiempo real, incluso cuando las tormentas se acercan a las poblaciones costeras.

Por ejemplo, durante la temporada 2021, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) apoyó el despliegue y la operación por primera vez de cinco Saildrones para clima extremo ubicados estratégicamente en el Atlántico tropical occidental, el Caribe y la costa este. Midieron continuamente las propiedades en la atmósfera y el océano cerca de la superficie y transmitieron datos promedio de un minuto a los centros de datos en tiempo real para su asimilación en modelos de pronóstico y para otros usos públicos.

En el documento, «Los planeadores oceánicos sin tripulación y los drones de vela apoyan la investigación y el pronóstico de huracanes», autores de más de una docena de instituciones gubernamentales, no gubernamentales y académicas involucradas en el despliegue de estas plataformas durante la temporada de huracanes de 2021 detallaron cómo los planeadores han mejorado el pronóstico de intensidad y, además, cómo agregar Saildrones operando muy cerca mejoró aún más el pronóstico de intensidad.

«Uno de los principales objetivos durante la temporada de huracanes del Atlántico de 2021 fue obtener mediciones de la parte superior del océano y el acoplamiento aire-mar dentro de un huracán desde plataformas ubicadas al mismo tiempo», dijo el autor principal del estudio, el Dr. Travis N. Miles, Profesor Asistente de Investigación en el Centro de Liderazgo en la Observación del Océano de la Universidad de Rutgers. «Estos datos pueden ayudarnos a comprender cómo las características del océano superior y la atmósfera suprayacente coevolucionan durante los huracanes. Esto es particularmente importante con tormentas como Ida que se intensificaron rápidamente sobre el océano costero dinámico antes de tocar tierra. Asimilación directa de estos datos en modelos, y El desarrollo de nuevos modelos basado en los hallazgos de la investigación conducirá a sistemas de modelado mejorados y, en última instancia, a mejores pronósticos de intensidad».

El estudio también requiere implementaciones futuras para combinar mediciones simultáneas para continuar mejorando el modelado y el pronóstico de huracanes.

«En la comunidad de observación del océano, sabemos que las herramientas y tecnologías que aplicamos para ayudar a pronosticar la fuerza y ​​el movimiento de estas tormentas salvan vidas y que nuestras predicciones han mejorado mucho con el tiempo», dice la Dra. Barbara Kirkpatrick, coautora del estudio. autor y asesor principal de la Organización de Observación de los Océanos Costeros del Golfo de México (GCOOS, por sus siglas en inglés), que aloja y comparte datos de observación oceánica de planeadores y otros instrumentos. «También sabemos que contar con más activos de observación oceánica solo podría hacer que las cosas sean más seguras para todas las comunidades costeras, en el Golfo de México y más allá. En GCOOS, seguimos abogando por la financiación para apoyar estas herramientas».

GCOOS ha desarrollado una herramienta (apodada GANDALF) que rastrea y mapea los planeadores actualmente desplegados en el Golfo de México. Los usuarios pueden ver cuántos planeadores hay actualmente en el Golfo, su ubicación y los datos de acceso recopilados por los planeadores. Los datos recopilados incluyen la temperatura del agua, la salinidad, el oxígeno disuelto y otros parámetros, según las necesidades de la investigación.

GCOS también ha creado el Tablero de huracanes del GCOS, una herramienta que brinda la información necesaria para monitorear la fuerza y ​​el movimiento de los sistemas tropicales y cómo prepararse si una tormenta se dirige hacia su hogar. Los usuarios pueden acceder a la ubicación actual, la intensidad y el movimiento de los sistemas tropicales, las últimas predicciones, los contactos de emergencia locales y la orientación para la preparación de tormentas.

Proporcionado por GCOOS-RA