Meteorólogos

La meteorología aumenta su potencia de cálculo

El Servicio Meteorológico Nacional (NWS) estadounidense anunció en mayo de  2013 un aumento sin precedentes en su potencia de cálculo para los próximos años. Tras los fallos de pronóstico del huracán Sandy, había sido cuestionado por su atraso frente a la capacidad de su par europeo.

La actualización triplicará aspectos claves de los modelos de tiempo usados por la agencia y podría resultar en importantes mejoras en sus pronósticos del tiempo y en la capacidad de emitir avisos.

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El modelo ECMWF hubiera permitido predecir con certeza que el huracán Sandy tocaría tierra en la región del Atlántico Medio hasta con una semana de antelación. Crédito: Weatherbell.com.

El programa será posible gracias a fondos aportados recientemente por el Congreso a través de la ley aprobada en enero para aliviar las consecuencias del Huracán Sandy.

El NWS planea utilizar 25 millones de dólares de los 48 millones autorizados por la legislación, y fondos que pedirá el presidente Barack Obama en su proyecto de presupuesto de 2014, para encarar actualizaciones de software “sin precedentes”.

Así, la agencia pasará de una capacidad de cálculo operacional de hasta 213 teraflops al final del año fiscal en curso a 1.950 teraflops al final del año fiscal 2015, según el director del NWS, Louis Uccellini.

Un teraflop es una medida de la cantidad de cálculos que un ordenador puede realizar por segundo, e  indica que una computadora puede hacer un billón (millón de millón) de cálculos en tan sólo un segundo. En otras palabras, la agencia no ejecuta modelos meteorológicos en su ordenador personal típico como el que usted está usando ahora.

“Pasar de 213 a 1950 teraflops es el mayor aumento de la capacidad de computación que hemos tenido”, dijo Uccellini a Climate Central en una entrevista.

El NWS espera que el European Center for Medium Range Weather Forecasts (ECMWF), que actualmente tiene un modelo de pronóstico que se considera como el más confiable, especialmente en el plazo de 5 a 9 días, adquiera una capacidad operativa de sólo 554 teraflops al final del año fiscal 2015.

Uccellini dijo que las mejoras informáticas de alta velocidad ayudará a la agencia a mejorar la precisión de su modelo del Sistema de Pronóstico Global (GFS)  haciéndolo funcionar con una resolución más alta, lo que le permitirá captar mejor las características climáticas de pequeña escala -como las tormentas- que pueden afectar a la exactitud de un pronóstico.

También dijo que las mejoras, comparables a pasar de primera a quinta vcelocidad en la supercomputadora, permitirán que la agencia ponga en operación modelos de alta resolución y corto alcance y sistemas de observación. Esos modelos podrían proporcionar predicciones más precisas de tormentas severas y pronósticos de huracanes.

Uccellini dijo que la agencia cuenta con modelos de computadora de alta resolución que ya se han desarrollado y probado, pero que no se han aplicado debido a los actuales límites de capacidad de computación. “Simplemente, no tenemos la capacidad de computación para instalarlos”, explicó Uccellini.

Con todo, la potencia bruta de un modelo informático no es la única clave para un preciso pronóstico del tiempo. El NWS todavía tiene que mejorar la forma en que sus modelos ingieren cantidades masivas de datos meteorológicos provenientes de estaciones meteorológicas de superficie, de globos meteorológicos, de observaciones de aeronaves, de satélites y de otras fuentes.

Sin embargo, las computadoras más rápidas permiten que los modelos que se ejecuten en una resolución más alta, lo que significa que en lugar de dividir el mundo en cuadrantes de 55 kilómetros como lo hace el modelo GFS ahora, el mismo modelo se pueda ejecutar con una separación horizontal de 10 kilómetros.

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El modelo GFS es el principal modelo de predicción americano a 16 días de antelación. Crédito: NOAA.

Eso es importante porque muchos fenómenos meteorológicos, como las tormentas, son pequeños en diámetro y no llegan a ser capturados por los modelos de resolución gruesa.

Las inversiones en la agencia federal también eclipsarán a otros centros de predicción que actualmente cuentan con más recursos tecnológicos a su disposición y modelos informáticos más precisos.

El NWS había sido objeto de críticas en el último año por las deficiencias de su modelo GFS en comparación con el ECMWF. El modelo europeo pronosticó con precisión la trayectoria del Sandy con una semana de antelación, mientras el modelo GFS preveía que el huracán giraría inofensivamente hacia el mar, lejos de la Costa Este. El modelo europeo también ofreció un pronóstico más exacto a más largo plazo de tormentas de nieve de alto impacto en el Noreste estadounidense durante el invierno pasado.

En la actualidad, el modelo GFS se ejecuta con una resolución reducida en un periodo que no va más allá de siete días, mientras que el modelo europeo tiene una resolución mayor a 16 días de antelación.

“Europa capta estos sistemas de tormentas con más antelación y modelos de alta resolución”, dijo Uccellini sobre el ECMWF. El aumento en la potencia de cálculo del NWS norteamericano “mejorará significativamente la fiabilidad de las previsiones y nos llevará a la par del centro europeo”.

Si la actualización informática trae consigo previsiones meteorológicas más precisas, como espera el NWS, podría reducir también las pérdidas económicas de los fenómenos meteorológicos. Un estudio de 2011 encontró que sólo la variabilidad habitual del clima afecta a la economía estadounidense por valor de unos 485 mil millones de dólares anuales, sin contar los miles de millones que se pierden cuando las grandes tormentas golpean zonas densamente pobladas.

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