A primera vista mis amables lectores, casi seguro, responderían que sí, que es un asunto de seguridad nacional; pero si ahondamos en el tema preguntaríamos ¿qué podemos hacer con los radares meteorológicos que no podamos hacer con el resto de los instrumentos terrestres y satelitales que están a disposición de los meteorólogos y que pululan en Internet? O más bien pudiéramos preguntar ¿de qué nos privaríamos si no funcionaran nuestros 8 radares meteorológicos que nos brindan la sexta mejor cobertura por radar del mundo y un estratégico monitoreo del paso hacia el norte de muchísimos huracanes?
Según wikipedia, la seguridad nacional se refiere a la noción de relativa estabilidad, calma o predictibilidad que se supone beneficiosa para el desarrollo de un país; así como a los recursos y estrategias para conseguirla (principalmente a través de la defensa nacional). Así pues, el concepto de “seguridad nacional” puede abarcar muchos aspectos diferentes. Si hablamos de la Meteorología ya podemos restringir el tema a aquellos fenómenos meteorológicos que pueden causar un daño notable a la población y la economía de un país.
Los fenómenos meteorológicos peligrosos y la seguridad nacional
En Cuba, podemos mencionar a las tormentas tropicales a todo lo largo de la temporada ciclónica, las ondas del este en el verano y los frentes fríos en el invierno. Dentro de ellos, toda una gama de perturbaciones de la atmósfera que pueden ocasionar lluvias intensas y tormentas locales severas, tanto en invierno como en verano. No menos peligrosa es la sequía que trae aparejada falta de lluvia, por tanto, desabasto de agua.
¿Son estos efectos evitables?
Claramente, los fenómenos en sí mismos no podemos evitarlos, tengamos los instrumentos de medición que tengamos, incluidos los radares; pero los instrumentos y métodos a disposición de la Meteorología nos permiten monitorear estos fenómenos y con suerte hasta predecirlos con cierta antelación. Otro asunto bien distinto es tomar medidas para paliar los efectos destructivos de estos fenómenos peligrosos; pero esa no es la esencia de este post.
La posición del centro del ojo de la tormenta
Los aviones de reconocimiento determinan con exactitud el punto de más baja presión atmosférica, alrededor del cual giran los vientos en el momento que hacen el pase sobre el huracán. Sin embargo, el radar meteorológico de Banda S (longitud de onda de 10 cm) es el sensor por excelencia para determinar la posición del centro del ojo con alta frecuencia (cada 5-10 minutos si se desea).
Es importante determinar la coordenada del centro del ojo de un huracán para llevar el récord de su trayectoria (y poder predecir su trayectoria futura); pero recuerde mi estimado lector que el ciclón tropical es un fenómeno que abarca centenares de kilómetros de diámetro, y justamente, el centro del ojo es el punto de calma de los vientos, por tanto, el menos peligroso. Bastaría solo esta facilidad de monitoreo del ojo por radar para justificar la existencia de una red de radares como un asunto de seguridad nacional; pero hay mucho más.
Otras características importantes que se determinan solamente con radar
El radar meteorológico explora toda la tropósfera en un radio de hasta 500 km generando una matriz de datos tridimensionales, a partir de la cual se puede determinar un grupo de características importantes del organismo tropical. Ellas son: el diámetro del ojo, la altura de las nubes en la pared del ojo, la velocidad de traslación del centro del ojo (como punto de referencia de toda la tormenta) y la distancia recorrida en cualquier intervalo de tiempo, la estructura vertical de las intensidades y la altura de las nubes en cualquier área dentro de la tormenta, el contenido de agua integrado en la vertical (excelente indicador de la peligrosidad de las nubes), la ubicación geográfica exacta de las zonas de precipitaciones instantáneas más fuertes y de las zonas de mayor cantidad de precipitación acumulada para cualquier intervalo de tiempo deseado, entre otras.
Movimiento y velocidades
Las tormentas tropicales ejecutan dos tipos de movimientos. Uno es de traslación, que está determinado en la zona tropical por los vientos alisios (de este a oeste en nuestro hemisferio norte). El otro es el de rotación alrededor del ojo del huracán. El movimiento de traslación lo vamos siguiendo por la trayectoria de desplazamiento del ojo del huracán.
Sin embargo, para determinar la dirección y velocidad de rotación de los vientos dentro de la tormenta, entonces sí que necesitamos disponer de radares Doppler, que permiten estimar la velocidad de los vientos dentro de la tormenta en un rango de hasta 120-150 km de radio en derredor de un radar Doppler.
¿Para qué necesitamos conocer las velocidades dentro de la tormenta?
Es sabido que cada 6 horas, el Centro Nacional de Huracanes de los EE.UU. nos actualiza sobre la velocidad de los vientos que acompañan a una tormenta tropical y con ello se establece la categoría de la misma. El Instituto de Meteorología emite, respectivamente, sus boletines y la Defensa Civil decreta la Fase correspondiente para cada región de nuestro país. Luego, la población de las zonas azotadas por la tormenta sabe qué velocidades del viento pueden estar ocurriendo en su entorno. Surge pues una pregunta ¿para qué necesitamos conocer con cierta exactitud los vientos que están azotando a un área determinada si ya la población tomó, desde Fases anteriores, todas las previsiones posibles? Los posibles daños ya han sido avisados: fuertes vientos, lluvias torrenciales, inundaciones costeras…En otras palabras, ya no hay nada más que podamos alertar ¿Qué ventajas nos aporta pues, un radar Doppler, en este caso?
Comencemos por las inundaciones costeras. Conocidas con exactitud las velocidades que trae la tormenta tropical se puede refinar el cálculo de la marea de tormenta y predecir las áreas que estarán afectadas y la profundidad (tierra adentro) de la afectación, previniendo a la población y a la economía.
El otro efecto importante de la estimación de las velocidades internas del meteoro por radar atañe a la Defensa Civil. Aunque no haya más que hacer en el momento del azote de la tormenta, teniendo conocimiento de las velocidades del viento reales, se pueden estimar mejor los efectos destructivos que está causando en cada lugar y se pueden planificar mejor las labores de salvamento y recate, así como las medidas de recuperación a acometer en primera instancia en cada área, según la afectación que se está monitoreando al paso de la tormenta cuando haya cesado el azote directo del ciclón. Esta es una información muy importante para los decisores, gobierno y Defensa Civil.
Inteligencia artificial y modo Doppler
En el año 2007 el National Weather Service de la NOAA de EE.UU. decidió “abrir” (es decir, liberar su código fuente) el software denominado RPG, siglas de Radar Product Generator, que se elaboró con el esfuerzo conjunto de numerosos centros de investigación y universidades de Norteamérica (proyecto NEXRAD), y que pasó a llamarse ORPG, la letra “O”, de Open. En el año 2009 este software libre fue asimilado por el Laboratorio de Desarrollo Técnico e integrado para el procesamiento de todos los radares cubanos. Aun sin el modo Doppler, este software presentó como característica novedosa el empleo de algoritmos de inteligencia artificial para la detección automática de tormentas. Acoplado a un radar Doppler, se puede hacer uso de los algoritmos de detección de tornados.
Cuba es el único país, aparte de EE.UU., que ha adoptado el uso de este software para el procesamiento operativo de la información de sus radares. El uso de ORPG con el radar Doppler de Camagüey mostró las ventajas que esto representa para el procesamiento de la información de los radares al paso de un huracán. La ocurrencia de tornados embebidos en la gran masa de precipitación estratiforme causa una destrucción adicional a la que causan los vientos del huracán.
La validez del uso de esta facilidad para el seguimiento de un huracán fue confirmada por la destrucción causada en la zona Norte de las provincias de Camagüey y Ciego de Ávila al paso de Irma, tal como lo indicó el radar Doppler de Camagüey. Ningún otro sensor disponible en la Meteorología permite determinar con exactitud la ocurrencia de estos tornados dentro del huracán.
Las imágenes de los 8 radares cubanos, procesadas con ORPG, con numerosas facilidades interactivas, están disponibles en Internet para cualquier usuario que se conecte ya sea con una PC o un teléfono móvil, por medio de una aplicación informática WEB, desarrollada por el Laboratorio de Desarrollo Técnico (http://vestaweb.insmet.cu).
En la actualidad, los radares de Camagüey, Casa Blanca y Holguín, pueden implementar el modo Doppler que permite a los radares determinar el patrón de velocidades del viento dentro de los fenómenos meteorológicos.
Estimación de las precipitaciones con radar
Por muy densa que sea la red de pluviómetros, es muy poco probable que pueda dar una estimación efectiva de la estructura espacial del campo de precipitaciones. La estimación de las precipitaciones con radar es una realidad operativa en Norteamérica y Europa, tanto como que las alertas de inundaciones súbitas se basan en los estimados de radar.
Se han escrito toneladas de artículos sobre las comparaciones de los estimados de lluvia por radar y por pluviómetros y sobre las ventajas y desventajas de cada uno de ellos dos. Lo cierto es que el radar se lleva la primacía en su operatividad e inmediatez, generando estimados de lluvia instantánea y acumulada cada cinco minutos para toda el área de cobertura (que abarca alrededor de 100 mil km2) lo que permite un monitoreo continuo y muy efectivo al paso de las tormentas tropicales por nuestro territorio.
No obstante, aún no he mencionado la principal (según mi punto de vista) ventaja del uso del radar para el monitoreo de las precipitaciones en situaciones de tormentas tropicales o lluvias intensas sostenidas: en los casos de inundaciones severas la estimación por medio de pluviómetros deja de ser una opción operativa. Recordemos lo que sucedió al paso del huracán Flora, que fue el suceso que dio origen a la creación de la Defensa Civil, del Instituto de Meteorología y de la Red de Radares en Cuba. La inundación puede llegar a ser de una magnitud tal que todos los pluviómetros queden inhabilitados totalmente y la precipitación podrá ser estimada solamente por medio de radar.
Seguimiento de tormentas
En Cuba en las tardes de verano suelen ocurrir tormentas, también ocurren en invierno al paso de los frentes fríos. En general, estas tormentas no son dañinas, sino más bien beneficiosas por la lluvia que traen. A veces los rayos y los vientos resultan desagradables; pero nada catastrófico (ojo, las descargas eléctricas son la causa número uno de muertes por fenómenos naturales. Sin embargo, algunas de ellas derivan en fenómenos realmente devastadores ¿Cómo distinguir en un brote de tormentas cuál será severa y cuáles no? La tarea es bien difícil; pero indudablemente, es imposible sin un radar meteorológico, especialmente sin un radar Doppler.
Comencemos por enunciar los fenómenos más peligrosos asociados a una tormenta: lluvias muy intensas con grandes acumulados en un intervalo de tiempo breve que causa inundaciones súbitas; caída de granizos que pueden destrozar cultivos e incluso edificaciones; aeroavalanchas (vientos lineales) que causan gran destrucción; y tornados (vientos rotatorios), que también causan gran destrucción.
El granizo, en sus diferentes estadios sí puede ser detectado por los radares No-Doppler en el campo de Reflectividad. De hecho, los radares convencionales MRL-5 (de doble longitud de onda) fueron creados especialmente para estos fines y se han acumulado grandes experiencias en su uso para estos fines en el Cáucaso Norte en Rusia y en Mendoza, Argentina (en ambos casos usando radares MRL-5). La probabilidad de detectar granizo sin radar es muy baja.
Contrario a lo que pueda pensarse, la detección de las aeroavalanchas (downburst en inglés) no requiere de un radar Doppler, porque los fuertes vientos descendentes resultan transversales al haz del radar, por tanto, no son detectables en el campo de velocidades. Sin embargo, el frente de rachas que se origina al chocar la masa de aire descentente contra el suelo, sí puede ser observado con un radar convencional y no con ningún otro instrumento disponible para la meteorología. El frente de rachas, por supuesto, también es claramente visible en el campo de las velocidades estimadas por un radar Doppler.
El uso de ORPG en los radares cubanos nos permite la detección automática de tormentas de todo tipo, en particular, además la detección de granizo, de mesociclones y de tornados. Su visualización, asequible para todo el que lo desee, está en Internet (www.vestaweb.insmet.cu).
Sin embargo, estamos aún lejos de sacar provecho al uso de los radares incluso usando los algoritmos de ORPG. La información que brindan los radares es compleja y requiere de una interpretación adecuada en tiempo real ¿De qué tiempo disponemos para avisar a la población y las empresas en el caso de qué se detecta una tormenta potencialmente muy dañina? Muy poco tiempo, apenas unos 10-15 minutos podemos adelantarnos a la aparición de un fenómeno muy destructivo.
El Instituto de Meteorología debe pulir los métodos de detección de tormentas en tiempo real y la Defensa Civil y los Medios en Cuba, deben pulir los mecanismos de aviso a la población afectada. El tornado de La Habana nos demostró cuánto queda por hacer aun disponiendo de radares Doppler y de sofisticados algoritmos de procesamiento, para que los avisos sirvan para proteger bienes y personas.
¿Son los radares meteorológicos un asunto de seguridad nacional?
Ni siquiera mi amable lector tiene que guiarse por los argumentos que expuse más arriba. Mejor traten de entender por qué, a pesar de los adelantos de los sensores satelitales (como el GOES-16), el gobierno de los Estados Unidos y el gobierno de Canadá, mantienen a un alto costo por cada radar al año, y modernizan constantemente, una red de costosos radares. Esta red consta de 160 equipos en los Estados Unidos y 33 equipos en Canadá, ellos son radares de banda S, Doppler, de doble polaridad, de operación completamente automática, a klistrón, con los últimos avances de la electrónica, la radiolocalización y la computación. Si logran entender este «por qué», entonces tendrán la respuesta a la pregunta que encabeza este post.
Así las cosas, saque Usted sus propias conclusiones, como solía decir el destacado periodista Eduardo Dimas, y ahora dice Reinaldo Taladrid en su gustado programa de Pasaje a lo Desconocido y respóndase la pregunta ¿Son los radares meteorológicos un asunto de seguridad nacional o no?
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