Restricciones impuestas por la COVID-19: efectos en las observaciones y la vigilancia
- Author(s):
- por Lars Peter Riishojgaard, Secretaría de la OMM
La actual crisis de la COVID-19 está afectando a una amplia gama de actividades en campos que están lejos de las preocupaciones más inmediatas y obvias relacionadas con la salud pública, y entre ellas figuran las que la Organización Meteorológica Mundial (OMM) lleva a cabo en materia de tiempo, clima y agua. A comienzos del año, durante las primeras restricciones impuestas por la COVID-19, los medios de comunicación dedicaron una considerable atención a los efectos que podrían tener en nuestras actividades. Ahora, unos meses más tarde y en plena segunda ola de la COVID-19, con las correspondientes restricciones en muchos países, este artículo ofrece un breve panorama general de los principales impactos en los sistemas de observación y algunas reflexiones, en su mayoría especulativas, acerca de las posibles repercusiones en la calidad de los productos y servicios.
Observaciones realizadas desde aeronaves
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Figura 1. Observaciones medias mensuales por día en los programas de mayor envergadura del Sistema de Información de la OMM (WIS) desde 2018. |
El impacto más inmediato y alarmante ha sido una rápida y acuciante disminución de la disponibilidad general de observaciones realizadas desde aeronaves (figura 1). Los aviones comerciales miden la velocidad del viento y la temperatura atmosférica cada pocos segundos como algo rutinario. Lo hacen para su propia aviónica, no con propósitos meteorológicos. Sin embargo, un número creciente de aerolíneas comerciales está poniendo una parte de esas mediciones a disposición de la comunidad de la OMM en tiempo casi real con fines operativos a través de su participación en el Sistema de Observación desde Aeronaves de la OMM, una de las redes más importantes en el marco de Sistema Mundial Integrado de Sistemas de Observación de la OMM (WIGOS). Durante el período de dos semanas entre finales de febrero y principios de marzo, en la primera parte de la crisis, el número total de observaciones realizadas desde aeronaves que llegaron a los centros mundiales de predicción numérica del tiempo (PNT) se redujo en torno al 15 % respecto a las cantidades que normalmente se recibían. Más allá de este porcentaje, se han puesto de relieve grandes diferencias en los impactos en función de la región geográfica de que se trate. En Europa, con la mayor parte de las fronteras nacionales cerradas y, por tanto, únicamente con una pequeña cantidad de vuelos operando, el suministro de observaciones de aeronaves prácticamente se paralizó. En los Estados Unidos de América, por otra parte, muchos vuelos nacionales continuaron operando. La disponibilidad de las observaciones, por tanto, se quedó en alrededor del 50 % de las cifras anteriores a la COVID-19.
Las mediciones realizadas desde aeronaves proporcionan perfiles de variables meteorológicas (principalmente temperatura y velocidad y dirección del viento) durante las fases de ascenso y descenso de los vuelos. Esas observaciones complementan los sondeos en altitud efectuados por la red de radiosondas, y son particularmente valiosas para la PNT ya que, en términos generales, los perfiles coincidentes de viento y temperatura tienden a mejorar claramente el grado de acierto de la PNT (es decir, la calidad de la predicción del tiempo). Además de las mediciones de los perfiles durante los ascensos y descensos, las aeronaves comerciales proporcionan observaciones durante el vuelo a altitud de crucero. Esas observaciones a nivel de vuelo son especialmente valiosas cuando se realizan sobre el océano y en el hemisferio sur, así como en otras zonas donde las observaciones in situ tienden a ser escasas. Las observaciones proporcionadas por el Sistema de Observación desde Aeronaves de la OMM tienen un impacto beneficioso muy significativo en la calidad de la PNT.
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Figura 2. Promedio móvil de 7 días de los radiosondeos por Región de la OMM. |
En cuanto a las medidas de mitigación, varios Miembros de la OMM y sus centros del Sistema Mundial de Proceso de Datos y de Predicción (SMPDP), entre los que figuran Centros Meteorológicos Mundiales (CMM), han tratado de compensar la falta de observaciones realizadas desde aeronaves introduciendo datos de observación adicionales en sus sistemas de predicción. Por ejemplo, algunos Servicios Meteorológicos e Hidrológicos Nacionales (SMHN), en particular en Europa, han realizado radiosondeos adicionales, más allá de los dos lanzamientos al día programados habitualmente (figura 2), y los datos de mediciones de viento del satélite de investigación Aeolus/ ADM de la Agencia Espacial Europea están ahora siendo asimilados rutinariamente por algunos centros. Al menos dos empresas privadas facilitaron gratuitamente datos adicionales a algunos centros de PNT durante el auge de la crisis en la primavera de 2020. Esas observaciones normalmente solo están disponibles con carácter comercial, en concreto las llamadas observaciones de aeronaves TAMDAR (notificación de datos meteorológicos troposféricos de a bordo) y un conjunto de sondeos de ocultación de radio GPS obtenidos por una constelación de pequeños satélites operados por SPIRE Inc.
Otras partes del sistema de observación
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Figura 3. Variabilidad de las observaciones en superficie (promedio móvil de 7 días frente a la media de enero de 2020). |
Más allá del Sistema de Observación desde Aeronaves de la OMM, otros sistemas de observación resultaron afectados, aunque en un grado mucho menor, al menos a nivel mundial. Numerosos SMHN de todo el mundo han tenido que poner en marcha políticas de cierre o de teletrabajo. El impacto puede apreciarse especialmente en los países en desarrollo, donde un número significativo de estaciones de observación todavía dependen de la intervención humana para la lectura de los instrumentos y/o para cifrar y transmitir los datos de observación (figura 3).
Los sistemas de observación marina también se han visto afectados por la crisis (figura 4), especialmente en lo que se refiere a las observaciones realizadas por los buques que participan en el Programa de Buques de Observación Voluntaria de la OMM (VOS), que ahora parecen haberse estabilizado en torno al 80 % de los niveles previos a la COVID-19. El tráfico marítimo en general ha sufrido menos que el tráfico aéreo durante la crisis, aunque se ha dejado sentir el impacto indirecto debido a las restricciones impuestas por la COVID-19. Para los agentes meteorológicos de puerto ha sido difícil visitar los buques para reparar o calibrar equipos de medición, y se cree que esta es una de las principales causas de la disminución del número de observaciones.
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La mayor parte del resto de sistemas de observación marina –como las boyas a la deriva y fondeadas y los flotadores ARGO– están altamente automatizados y son autónomos, por lo que se muestran menos susceptibles a los impactos a corto plazo de la COVID-19. Las boyas a la deriva y los flotadores necesitan ser reemplazados cada cierto tiempo, y las boyas fondeadas deben mantenerse con regularidad, así que el impacto durante un período más largo de tiempo podría llegar a ser significativo. La mayor parte de las boyas a la deriva y los flotadores son fabricados por empresas relativamente pequeñas, algunas de las cuales quizá no lleguen a soportar un período prolongado sin pedidos de clientes. La disminución de oportunidades para visitar los puntos de amarre puede dar lugar a la pérdida total de los mismos y, dado que el tiempo perdido por el buque es un recurso que no se puede recuperar fácilmente una vez pasada la crisis, puede llevar años sobreponerse a cualquier retraso que pueda producirse como resultado de una crisis prolongada.
En términos generales, los sistemas automatizados y autónomos han funcionado mejor durante esta crisis que los sistemas basados en acciones humanas directas y rutinarias. Así pues, cabría esperar que los sistemas satelitales tuvieran una muy buena resiliencia inicial ante situaciones de crisis como la generada por la COVID-19. Esos sistemas están totalmente automatizados y son autónomos, suelen tener una vida útil de varios años, y los sistemas operativos que forman la columna vertebral del componente espacial del WIGOS suelen estar diseñados con algún tipo de capacidad de respaldo operativo en órbita. En la medida en que las iniciativas de desarrollo y ejecución de programas sobre el terreno continúen con suficiente rapidez como para que el sistema pueda reponerse según sea necesario, el componente espacial del mismo debería ser capaz de seguir con el suministro de sus observaciones a pesar de la COVID-19. Y, de hecho, el flujo de observaciones por satélite, que actualmente es el tipo predominante tanto por volumen de datos como por calidad de los mismos, no se ha visto muy afectado por la crisis actual.
Aplicaciones para los usuarios finales
En lo que respecta a los efectos de la reducción de las capacidades de observación en las aplicaciones para los usuarios finales, los mejores instrumentos para evaluarlos son los sistemas mundiales de PNT operados por varios Miembros de la OMM bajo los auspicios del SMPDP. Todos esos sistemas incluyen metodologías que permiten determinar qué tipos y/o lugares de observación específicos contribuyen a la capacidad de predicción. Sin embargo, un factor que complica la tarea es que el grado de importancia de cada tipo de observación en cuanto a su impacto en el índice de acierto de la PNT puede diferir entre los distintos sistemas de predicción de la PNT.
El Centro Europeo de Previsiones Meteorológicas a Plazo Medio (ECMWF), un CMM, informa de que las observaciones realizadas desde aeronaves ocupan el segundo lugar, después de los datos satelitales, en cuanto a importancia para las predicciones. De todas las observaciones utilizadas en el ECMWF durante el año 2019, estas contribuyeron, de media, en un 13 % a la calidad de las predicciones. Para el Servicio Meteorológico del Reino Unido y para el Centro de Meteorología Numérica y Oceanografía de la Flota de la Armada de los Estados Unidos (FNMOC), los impactos de las observaciones realizadas desde aeronaves en sus respectivos modelos mundiales representan, respectivamente, el 8 y el 9 % para el mismo período (2019). De ello es razonable esperar que una falta significativa de observaciones realizadas desde aeronaves afecte negativamente a la calidad de las predicciones. La disminución del número de observaciones realizadas desde aeronaves durante la pandemia se hace muy evidente en los gráficos de las series temporales, como el que se muestra en la figura 1, pero debido a la variabilidad diaria de las condiciones atmosféricas y de la calidad de las predicciones, no es tan sencillo demostrar inequívocamente el impacto de esta disminución en la calidad de los pronósticos, pues este último varía de un día a otro debido a factores que van más allá del número y la calidad de las observaciones disponibles, principalmente los tipos y escalas espaciales predominantes de los fenómenos meteorológicos en un día determinado.
Sin embargo, un experimento controlado de negación de datos llevado a cabo con datos antiguos durante un período anterior la pandemia de COVID-19 permitiría evaluar cuantitativamente el impacto, y ello arrojaría algo de luz sobre la cuestión. Así, el ECMWF realizó en 2019 un experimento de negación de datos de observaciones realizadas desde aeronaves ejecutando una serie de predicciones que utilizaban todas las observaciones disponibles excepto las de aeronaves. Se comparó la calidad de las predicciones con la de los pronósticos realizados utilizando todos los datos disponibles. El resultado mostró que las predicciones de viento y temperatura para el hemisferio norte son las principales variables afectadas negativamente por la pérdida de observaciones desde aeronaves. Se comprobó que la disminución de la calidad era más significativa durante las primeras 24 horas del plazo de predicción, y que persistía hasta un plazo de 7 días. Cabe señalar la importancia que reviste el nivel de altitud en el que las aeronaves recopilan las observaciones, ya que también se encuentra cerca del punto de máxima intensidad de la corriente en chorro polar, que desempeña un papel esencial a la hora de gobernar los principales sistemas meteorológicos.
Científicos de varios CMM (Oficina de Meteorología de Australia (BoM), ECMWF, Centros Nacionales de Predicción del Medioambiente (NCEP) y Servicio Meteorológico del Reino Unido) trabajan actualmente en la evaluación y el análisis del impacto de la reducción de los diferentes tipos de observaciones durante el período pandémico. La hipótesis inicial es que puede haber efectivamente un impacto, y se han comunicado pruebas anecdóticas de algunas consecuencias en la calidad de la predicción a corto plazo. Sin embargo, los factores enumerados en el párrafo anterior dificultan la detección de una señal inequívoca. En la reciente reunión de su Comité Asesor Técnico, celebrada en octubre, el ECMWF informó de que no había observado “ninguna degradación clara en la calidad de las predicciones a pesar de la pérdida de observaciones debida a la COVID-19”. Se dará a conocer información adicional a medida que se disponga de ella.
Lecciones aprendidas
En resumen, la crisis de la COVID-19 ha tenido un claro impacto en la disponibilidad de datos de observación, y ese impacto ha sido muy significativo para algunos componentes, y menos para otros. Aunque su efecto general en los productos para los usuarios finales todavía está siendo objeto de estudio, ya se pueden extraer algunas lecciones.
La primera lección es que los sistemas automatizados tienden a ser altamente resilientes a este tipo de crisis. La segunda lección es que se puede alcanzar un determinado índice de acierto de las predicciones a través de diferentes combinaciones de observaciones. Ha sido gratificante ver cómo diversas entidades de los sectores público y privado han dado un paso adelante para ofrecer observaciones adicionales a la comunidad de modelización a fin de mitigar el efecto de la pérdida de datos causada por la crisis. Y la lección más importante: la crisis nos ha recordado el peligro de depender excesivamente de observaciones coyunturales, como las que se hacen desde las aeronaves. Si bien no hay ninguna duda de que esos datos son muy valiosos para la PNT, la crisis de la COVID-19 ha puesto de manifiesto que su disponibilidad está plenamente condicionada por las limitaciones comerciales y operativas de las compañías aéreas que los proporcionan, factores que escapan por completo al control de la OMM y de los SMHN de sus Miembros.
A medida que siga aumentando el uso de observaciones coyunturales, será fundamental mantener un determinado nivel de inversión en las observaciones fundamentales que se realizan con el único y específico propósito de apuntalar los servicios meteorológicos, climáticos, hidrológicos y medioambientales que prestan todos los Miembros bajo los auspicios de la OMM. Al menos, la crisis ha demostrado claramente el inmenso valor de la solidez operativa, cualidad inherente a un sistema de observación que consta de muchos y diversos componentes operados por un amplio grupo de entidades de diferentes sectores y naciones.