Por qué fallan las previsiones meteorológicas

La ciencia meterológica ha avanzado considerablemente en los últimos cuarenta años pero aún así nos enfadamos muchísimo cuando salimos con paraguas de casa y al final no llueve. El auge de los dispositivos móviles hace que consultemos una y otra vez la temperatura, la posibilidad de lluvia y el viento para hacer planes e incluso decidir cómo vestirnos. Sin embargo, hay profesiones a las que les afecta mucho más: El agricultor que depende del agua y teme al granizo, el pescador que se juega la vida en alta mar cuando la tempestad arrecia, por no hablar de los grandes desastres naturales, riadas, nevadas, incendios... Todos dependemos de la labor de los meteorólogos y por ello cabe preguntarse ¿por qué fallan las previsiones?

Para intentar resolver esta pregunta hay que intentar entender cómo funciona la meteorología.

«La herramienta básica para hacer la predicción son los mapas meteorológicos que se construyen con observaciones. Se trata de hacer un análisis global con datos que provienen de todo el mundo. No vale sólo con ver lo que está pasando aquí», nos explica José Ángel Núñez, Jefe de Sección de Climatología en el Centro Meteorológico de Valencia, de Aemet. Lo primero es pues tener un buen conocimiento del estado de la atmósfera y esto se hace mediante la observación pero ¿cómo se estudia el cielo?

Las observaciones convencionales se realizan con instrumentos que se han venido utilizando desde hace siglos sólo que ahora dichos instrumentos se han automatizado. Los básicos son

El avance tecnológico ha incorporado nuevos y sofisticados instrumentos de observación entre los que destacan

Dejando al margen a los satélites, el resto de instrumentos de análisis de la atmósfera se encuentran en tierra en estaciones meteorólogicas, centros de predicciones o aeropuertos. En la Comunitat Valenciana hay personal las 24 horas del día los 365 días del año en los centros de Valencia (Viveros) y los aeropuertos de Alicante y Valencia. En las delegaciones de Castellón-Almassora y Alicante hay personal, pero no las 24 horas del día, al igual que en el aeropuerto de Castellón, donde tienen turnos flexibles que se adaptan al horario de los vuelos.

Este mapa del Centro Europeo de Meteorología recoge todas las observaciones realizadas en la superficie de la tierra el miércoles 14 de diciembre en un periodo de seis horas. Son la friolera de 203.364.

Muchísimas, cierto pero ¿son suficientes? Hay que tener en cuenta que se trata mediciones realizadas en tierra y en barcos. El Jefe de climatología de Aemet Valencia nos lo explica: «Las predicciones locales se hacen con predicciones globales y no sirve de nada hacer un buen análisis de Valencia si te viene una borrasca del Atlántico. Históricamente había fallos en las predicciones porque había pocas observaciones en el océano». Esta situación se ha revertido con la instalación de boyas meteorológicas que miden la temperatura del agua, oleaje, pluviómetro, presión, etc.

Sobre la tierra existen unas 200.000 observaciones y sobre el mar aproximadamente dos mil. Ante la duda de si hay bastantes la respuesta es que sí: «Hay menos pero están distribuidas homogéneamente y eso es suficiente porque mientras sobre tierra las condiciones de la atmósfera varían de forma muy brusca al elevarse por una montaña o por encajonarse en una ciudad, sobre el agua las características de las masas de aire no varían mucho», nos explica José Ángel Núñez.

Por otra parte, hay que tener en cuenta que existen mediciones realizadas desde aviones. Tras la pandemia también se estudió si la falta de vuelos durante el confinamiento había influido en las predicciones ya que se redujeron de 212.000 datos de aviones a 52.583. La conclusión fue que no afectó porque la cantidad de lecturas que llega en tiempo real es abrumadora. Cabe recordar que además de estas observaciones hay cerca de 160 satélites en todo el mundo que realizan unas 80 millones de observaciones al día.

Por tanto, la cantidad de observaciones realizadas, que son básicas para hacer una buena predicción, son suficientesen la actualidad. Sigamos indagando en por qué fallan los pronósticos del tiempo.

Una cuestión interesantes es que los instrumentos de análisis que hemos visto están en estaciones en la superficie de la tierra pero la atmósfera es tridimensional y también se necesitan datos de altura, a una altura superior a la que vuelan los aviones. Tal vez sea esto lo que falle. Pero el problema tiene solución, los radiosondeos.

Esta ingente cantidad de datos se envía a los grandes centros de predicción. Existen una decena en todo el mundo y son los que realizan las predicciones globales para el planeta. En Europa dependemos del centro Europeo de Predicción a Plazo Medio que está en Reading, Gran Bretaña, y utiliza el que está considerado como mejor modelo numérico de predicción.

Cuando las observaciones llegan a los centros deben depurarse y analizarse. Hay datos manifiestamente erróneos que se rechazan por distintos motivos y después hay que esperar a que los ordenadores realicen con ellos los modelos.

Para realizar dichos modelos se utiliza un sistema cerrado de ecuaciones, las leyes físicas de dinámica y termodinámica y un método de integración con ecuaciones no lineales. Esto son algunos ejemplos de las ecuaciones utilizadas

En este tipo de operaciones matemáticas no hay ningún componente histórico, lo que significa que no utilizan medias de años anteriores para elaborar las predicciones. Por tanto, el cambio climático que sí ha alterado los parámetros globales, tal y como estamos viendo esta semana con temperaturas mínimas históricas, no afectaría en el cálculo de dichas ecuaciones.

Así que los ordenadores cogen esos millones de datos, los analizan y les aplican estas y otras ecuaciones para hallar un modelo de predicción. A pesar de que los ordenadores de meteorología son de los más potentes que existen, desde que se introducen las observaciones hasta que se calcula el modelo pueden pasar seis o siete horas. Hace 30-40 años, el obstáculo era la capacidad de cálculo que producía mapas de predicción con resoluciones muy bajas.

Paremos aquí. Esos mapas de predicción son como una malla o retícula proyectada sobre un mapa o un mapa dividido en celdas. Hace cuarenta años el tamaño de cada celda de esta malla era de 210 km de ancho por alto. Al evolucionar el cálculo se pudo reducir a 65km y luego la resolución aumentó a 16km y los actuales 9km.

Esto es importante porque el modelo numérico marca la temperatura prevista en cada esquiena de esa malla o celda y de este modo se puede estimar la temperatura del centro de la celda. Pero si ese cuadrado es muy grande, abarca mucho territorio y la probabilidad de fallo es mayor. Este proceso se conoce como asimilación.

En este momento, el Centro Europeo de Previsiones Meteorológicas a Plazo Medio está trabajando para mejorar la resolución y reducir una más el tamaño de esa cuadrícula pero se trata de un proceso largo al que aún le quedan numerosas pruebas hasta su implantación.

Una vez los grandes centros de predicción tienen el modelo numérico (los mapas reticulados) ya se puede realizar una predicción de qué tiempo va a hacer. Esos modelos llegan a las delegaciones territoriales y son estas las que desarrollan las previsiones para cada zona.Para ello se va avanzando pequeños periodos de tiempo y se va estimando lo que ocurrirá aplicando las ecuaciones. Es decir, se hacen estimaciones ligeramente alteradas proyectadas temporalmente. Lo más frecuente es hacer 50 predicciones cambiando ligeramente la temperatura lo que da lugar a un meteograma.

Estas son las previsiones proyectadas de Aemet Valencia del 14 de diciembre para catorce días: «Los primeros días las predicciones van muy parejas. Tenemos confianza en que la predicción es bastante robusta para tres días. Pero a los diez días hay una desviación importante y la diferencia entre previsiones acaba siendo es de más de diez grados» nos explica José Ángel Núñez. En este caso en la probabilidad de lluvia no hay tantas disparidades pero obviamente, las previsiones estadísticas a corto plazo funcionan mejor y a partir del tercer cuarto día pierden efectividad.

Cabe destacar además que para hacer los pronósticos hay procesos físicos, como es el caso de la lluvia, que no están resueltos por los modelos numéricos. Esto significa que las tormentas se producen dentro una celda de la rejilla pero no tienen suficiente dimensión para ser detectadas por el modelo. No son lo sufientemente grandes pero sí afectan a cómo evolucionará el clima.

Además el clima de la zona es muy importante para acertar en las previsiones. Las áreas de más predictibilidad son las que están en clima tropical. Las predicciones incluso para varios meses son bastante buenas pero en latitudes templadas como la nuestra hay muchos más elementos de imprevisibilidad. Por si fuera poco, en la Comunitat Valenciana es especialmente complicado acertar ya que «es una zona con una orografía compleja, con costa y con un mar cálido cerca» que puede producir grandes gotas frías en muy poco tiempo, nos explica el Jefe de Climatología de Aemet Valencia.

Hablando de gotas frías, hay que destacar que la capacidad de predicción de los fenómenos meteorológicos de gran escala son más fáciles de predecir que los de pequeña escala. Tal y como se vio en la dana de septiembre o los pasados temporales Gloria y Filomena que fueron detectados y avisados con dos-tres días de antelación por la Agencia Estatal de Meteorología.

Si no se trata de tener más observaciones, ni de tener mejores ordenadores, ni de mejorar la resolución de la rejilla de las predicciones, ¿cómo puede evolucionar la meteorología para ser más exacta? Actualmente se está trabajando en mejorar las predicciones estadísticas pero no hay que olvidar que la atmósfera no deja de ser un sistema caótico y siguiendo precisamente las leyes de la estadística si una mariposa aletea en Brasil existe una pequeña posibilidad de que sí pueda ocasionar un tornado en Texas.