1990

El

pronóstico meteorológico en México

Vicente Ortíz Moreno Jorge Romero Centeno

Subdirección General de Administración del Agua, CNA

Introducción

El análisis y la predicción del tiempo involucran una gran cantidad de información. Para efectos prácticos, ésta debe ser manipulada en un período de tiempo relativamente corto. A través de

los

años, el volumen de datos que debe ser procesado en un centro meteorológico ha ido en constante aumento. Esto se debe a la demanda siempre en aumento también, de los diferentes sectores de la sociedad por información más detallada sobre el estado del tiempo y al hecho de que

los

pronósticos precisos y con mayor validez

temporal requieren una mayor cantidad Varios meses a varios años: de datos.

Por otro lado, el tiempo disponible para el acopio, el análisis y la preparación de los pronósticos sigue siendo prácticamente el mismo y en algunos países la demanda es tal que este período se ha reducido.

Los

métodos convencionales ya no son suficientes para salir adelante con las tareas operacionales en meteorología. Esto es evidente en

las actividades de recolección y análisis de datos, - Planificación del aprovechamiento de tierras pero se vuelve crítico al tratar de realizar pronósticos y otras actividades de desarrollo, sistemas n métodos hidrodinámicos. Aquí el de calefacción y de refrigeración, diseño y computadoras se impone necesariamente. construcción de edificios, depósitos de agua, sistemas de abastecimiento de aguas, sistemas

- avisos de tiempo severo,

- consejo al público en general

24 horas a varios meses:

Datos y productos en apoyo de:

- Gestión de la agricultura, los recursos hidráulicos y

- Vigilancia del clima, vigilancia de la sequía

- Diagnóstico y evaluación del clima

energéticos

Principalmente:

- Resúmenes, estadísticas y análisis

- Diagnósticos del clima

- Preparación de m

- Investigación del clima e investigaciones

teóricos

Los

sistemas operacionales de análisis y pronósticos numéricos del tiempo cumplen, por

lo

tanto, una doble función: aceleran las tareas y llevan a cabo una cantidad de cáIculos que ningún otro medio de tipo convencional re Para algunas operaciones,

-

sin embargo, los métodos manuales

(véase ilustración 1). requerimientos de información

- Predicción del clima

climatológica de los usuarios pueden dividirse en tres grupos generales según el tiempo de acceso

O a 24 horas:

- Previsiones meteorológicas,

Síntesis

Es el desarrollo de una totalidad coherente a partir de un análisis y una diagnosis de las partes componentes. En meteorología, esto implica la creación de una imagen tetradimensional de los procesos atmosféricos prevalecientes. Todo pronóstico es un ejemplo claro de este proceso de síntesis. Para los meteorólogos previsores atinados es relativamente fácil utilizar toda la información a su alcance para crearse una síntesis mental en cuatro dimensiones. Aun cuando esta capacidad puede ser una cualidad innata, es posible aumentarla en cualquier persona a través del entrenamiento y la práctica con diversos grados de mejoramiento.

El pronóstico meteorológico es la combinación de un diagnóstico y una tendencia. En términos matemáticos abstractos, se utiliza una expansión en

el valor al tiempo inicial y su valor a un tiempo posterior. Este procedimiento formal de expresar el proceso de pronóstico no es necesariamente la descripción adecuada de lo que sucede durante el pronóstico subjetivo que lleva a cabo el meteorólogo, pero sí describe la operación básica realizada por los de pronóstico básicos. Por ejemplo, el trazo de isotermas en los

mapas de superficie, la identificación de advección

de vorticidad ciclónica, el calculo de vorticidad numérico del tiempo. isentrópica potencial, el trazo de los datos del sondeo

en un diagrama termodinámico, la Pronóstico del tiempo futuro (forecasting) s severos, etcétera.

eventos que no existen al momento de hacer la predicción o que no siguen una tendencia lineal de una situación actual.

resultado del análisis para Pronóstico del tiempo presente (nowcasting) reconocer ciertas estructuras dentro de los datos.

En meteorología, esto implica la necesidad de un Es pronóstico de muy corto vocabulario para designar los patrones obtenidos.

La función de reconocimiento de patrones es una

actividad eminente e subjetiva (la investigación como aquellas que son boletinadas sobre inteligencia artificial ha comenzado apenas a tormentas convectivas severas, son pronósticos

estudiar este campo). Por ejemplo, la localización tiempo presente. En general, al aumentar la escala de fronteras térmicas (frentes) en el mapa de espacial, el tiempo característico de extrapolación superficie, el cálculo de movimientos verticales lineal acertada también aumenta

cuasi-geostróficos, la identificación de estructuras ciclogenéticas, la evaluación del potencial convectivo diario, la determinación de que un complejo convectivo particular ha desarrollado una supercelda,

etcétera. la formación y organización de los f

horas) que utiliza la extrapolación lineal de manera atinada. La mayoría de las alertas meteorológicas,

Las escalas meteorológicas

meteorológicos van desde la microfísica hasta la

planetaria. Esta gran variación de escalas puede Para el pronóstico acertado del tiempo, es de ser dividida en tres grandes categorías (macro, suma importancia el reconocimiento de la escala de meso y micro) y 11 subcategorías. Los fenómenos

los

diferentes fenómenos que se requiere pronosticar, con escalas horizontales mayores a los 1000 km ya que los procedimientos para

la

manipulación y son referidos como de macroescala (o de escala análisis de la información, así como la técnica de sinóptica, ya que se resuelven mediante

los

datos pronóstico utilizada serán diferentes en cada caso. sinópticos). Aquellos con dimensiones horizontales

Los

pronósticos del tiempo se han clasificado en desde varios kilómetros hasta 1000 km se denominan cuatro categorías, de acuerdo con el período de de mesoescala. Los fenómenos menores a 1 km tiempo de anticipación y con el carácter básico del pertenecen a la microescala. Un mayor refinamiento pronóstico:

de la clasificación lo dan las subcategorías que en

la macroescala son dos (alfa y beta), la mesoescala Pronósticos de corto plazo (hasta 1 8 horas), tiene tres subdivisiones (alfa, beta y gama) y la desarrollados principalmente para la aviación civil microescala se subdivide en seis (alfa, beta, gama, y militar y para aplicaciones especiales como delta, xi, ji). Son 15 Órdenes de magnitud los la previsión de heladas. Algunos países han que abarca la gama de escalas meteorológicas. logrado desarrollar métodos con 90

Como comparación, se tiene la misma diferencia acierto, debido a una aplicación acertada

de escala entre el planeta Tierra y la Vía Láctea. técnicas de extrapolación a fenómenos de muy

E s

un verdadero logro tecnológico de las Últimas corto alcance.

dos décadas el hecho de contar con instrumentos Pronósticos diarios de difusión general a través de permitan observar y medir todo el espectro

los

medios masivos de información para períodos las de los fenómenos atmosféricos (véase de 12 a 48 horas y para áreas geográficas

ilustración 2). determinadas. Es en este tipo de pronósticos en

La ilustración 1 muestra las escalas de tiempo y el que se han concentrado

los

mayores esfuerzos, espacio de los diversos sistemas atmosféricos de lográndose muy pocos avances desde que

carácter dinámico (OMM, 1988b).

se implementaron los procedimientos básicos de fenómenos de escala sinóptica (extrapolación cruda la meteorología sinóptica hace 100 años. En estos a 24 horas de la situación presente) se realizan casos, se estima que la precisión y acierto van de en forma subjetiva. A partir de esto, se elaboran 90% a 12 horas y decrecen con el tiempo hasta cartas pronóstico a nivel nacional de algunos llegar a 70% para 48 horas. elementos y fenómenos meteorológicos como son

O Pronósticos diarios de media plazo (2 a 7 días). lluvia, temperaturas máximas y mínimas, vientos y Los avances más recientes en este campo son fenómenos severos.

la aplicación de técnicas sinóptico-estadísticas

para el pronóstico de patrones meteorológicos Meteorología empírica y meteorología científica

de gran escala y la predicción de condiciones

atmosféricas medias. Se puede afirmar que, hasta El conocimiento popular o empírico en meteorología ahora, ninguna técnica ha demostrado un acierto comprende un conjunto de suposiciones acerca de la significativo (mayor al 50%) en la predicción del asociación entre evento meteorológico y otro. Por tiempo en un plazo mayor a 5 días. Lo mejor que ejemplo

se ha logrado es un 70-75% para la anomalía de temperatura y 60% para la

precipitación.

O Pronósticos de largo plazo (para períodos

trabaja únicamente y con justificación para condiciones medias o anomalías en períodos determinados (semanal, mensual, estacional o anual) de las variables más usuales que son: presión, temperatura y lluvia. Son muy útiles para muy diversas aplicaciones como la planeación agrícola, la optimización de riegos, la operación de

obras hidroeléctricas y de control de inundaciones, Aun cuando estas proposiciones puedan ser

de 55-60 por ciento (véase ilustración 3). lo mismo en cualquier otra situación. Estas aseveraciones empíricas adolecen del contenido de Actualmente, en el Servicio Meteorológico Nacional causa y efecto y son tomadas en general como (SMN), y en la mayoría de los centros especializados artículos de fe.

de previsión del tiempo en México, el análisis y Por otro lado, el pronóstico basado en premisas pronóstico de

la

información básica al nivel de

los

científicas requiere del entendimiento de

los

procesos

3. Capacidad de predicción actual (1 990) y posibles desarrollos

“La advección de vorticidad ciclónica implica

aja 3 mb en la estación XXX y

se espera actividad ciclogenética en la estación

ZZZ

dentro de las próximas 36 horas.”

“Se esperan fenómenos severos donde se intersectan las corrientes de vientos máximos superior e inferior.”

semana

o

mayores). Este tipo de pronósticos _{el viento deriva más de 20 grados en la estación}

_YYY,

que subyacen a toda relación entre dos eventos cua-

Las distracciones como las llamadas telefónicas,

lesquiera,

lo

que implica el comprender porqué una

la atención a los equipos de telecomunicación, el

técnica de pronóstico funciona como tal. De este

papeleo burocrático, etcétera.

modo, es posible juzgar qué tan acertada es esa

El

trabajo por turnos con la consiguiente carga de

técnica

y aprender de

los

casos en

los que falla.

fatiga

y la falta de interacción con

los

previsores de

La aparente dicotomía entre las técnicas empíricas

otros turnos.

y aquellas que están fundamentadas en procesos

La falta de tiempo para reflexionar sobre

físico-dinámicos conocidos es falsa, ya que toda

el desempeño propio en situaciones pasadas

ciencia, a

fin de

cuentas, debe estar basada en el

acertadas

o fallidas.

empirismo. Los requerimientos de la sociedad mo-

La carencia presente de una verificación adecuada

derna en cuanto a información meteorológica obligan

y oportuna de

los

pronósticos, por falta de una

a

avanzar en el conocimiento científico de

los

proce-

retroalimentación apropiada

y rápida.

sos atmosféricos

y a

traducir nuestras reglas empíri-

El

trabajo por turnos operativos durante las épocas

cas de pronóstico por técnicas objetivas ampliamente

de buen tiempo.

validadas.

La escasez de previsores calificados

y bien

entrenados debido a la falta de atención oficial

por el sector meteorológico,

o a la inexistencia

Estrictamente hablando,

un

sistema objetivo de

pronóstico es aquel que puede generar uno

y

sólo

_{de incentivos para atraer personal capacitado}

y de

un pronóstico a partir de un grupo específico de

_{alto nivel académico.}

datos. La precisión del sistema no depende de la

Las

limitadas

oportunidades

de

entrenamiento,

acopladas con una educación dirigida al análisis

experiencia

o juicio subjetivo del meteorólogo previsor

subjetivo y empírico o a la investigación pura y no

está aplicando,

sin embargo, dicho juicio

a la previsión operativa del tiempo.

o se usa para desarrollar tal sistema.

El

análisis objetivo depende solamente de

los datos y

_{La preparación}

_académica

_{en meteorología}

no

ha

sido capaz de satisfacer

los servicios especiali-

es bastante selectivo en cuanto al tipo de información

zados que exige

un país como México

el

cual,

que puede manipular, esto es, las técnicas objetivas

por

s u situación geográfica, presenta una extensa

están li mitadas por la información

que procesan que

es de tipo cuantitativo, mientras

_los

_{meteorólogos}

_{gama de sistemas meteorológicos tanto tropicales}

analistas pueden servirse de la información cualitativa

como extratropicales, de carácter eminentemente

incorporándola en

s u proceso de diagnóstico.

Además, no toda la información cuantitativa que

se genera es utilizada (en la actualidad) en

los

esquemas de análisis objetivos; por ejemplo, las

A pesar de estas limitaciones, el trabajo operacio-

observaciones de radar, la estimación de las bases

nal de previsión del tiempo da la oportunidad de

ob-

de las nubes, etc. De

esto

se puede concluir

lo

servar la meteorología de cada día con la frecuencia

siguiente:

y la profundidad que la investigación no tiene, apor-

tando un

amplio conocimiento empírico

tamiento de la atmósfera. Si esto se

con

un entendimiento fundamentado científicamente,

e

El analista humano puede discernir mas acerca del

entonces se abren las perspectivas para que México

tiempo que cualquier esquema objetivo, dado

un

entre a la Década Internacional de Prevención de los

conjunto de datos.

e El

analista humano puede cometer errores

más

Desastres Naturales (1990-1999) con la confianza ne-

grandes

en

la diagnosis meteorológica

los

cesaria para enfrentar y sacar mejor provecho de

los

sistemas objetivos.

fenómenos hidrometeorológicos severos

afectan socioeconómicamente al país

clones tropicales, las heladas tempranas

y tardías, las

sequías

Y

las inundaciones, entre otros.

La única

manera

de

mejorar el primer aspecto y

disminuir el segundo es la planeación organizada

y

el

empleo sistemático de la educación, el entrenamiento

y la experiencia de nuestros meteorólogos.

E s preciso

insistir

en que la situación cotidiana

de la meteorología operacional en México no

es necesariamente el ambiente ideal para realizar

s

razones:

transformación de

aprendizaje e

Se integra el Banco Nacional de Datos Clima-

los Centros de Investigación) a la información CNPT. El diagrama indica cómo a través del Sistema en medios magnéticos, ya que en

los

trópicos, Nacional de Telecomunicaciones Meteorológicas la climatología es uno de los apoyos mas (SNTM), se reciben los datos meteorológicos crudos importantes en el trabajo diario del previsor. y se transforman para generar productos intermedios O Se desarrollan las técnicas computacionales para de análisis tanto subjetivo como objetivo, hasta el preprocesamiento, control de calidad y análisis la edición y difusión de productos fácilmente de

los

parámetros meteorológicos para formar

una base de datos digitalizada de productos Las ilustraciones 5 a 7 detallan el flujo de intermedios en tiempo real, descargando al información meteorológica en las secciones de previsor del laborioso trazo y análisis manual de asimilación, análisis, pronóstico, edición y difusión de cartas y diagramas meteorológicos. productos finales del CNPT.

O Se aplican operacionalmente

los

modelos dinámi- cos regionales de pronóstico numérico del tiempo

Los modelos numéricos de pronóstico

a corto plazo (24 horas) y se procesa la infor-

del tiempo

mación proveniente de los modelos numéricos glo- bales y hemisféricos (hasta 5 días).

Se diseñan y aplican técnicas estadísticas pa- La predicción numérica del tiempo se basa en ramétricas y no paramétricas como interfase para modelos teóricos de la atmósfera. Existen dos tipos la correlación entre la base de datos en tiempo real básicos de modelos numéricos: los barotrópicos y la salida de

los

modelos dinámicos, para gene- o de una sola capa y los baroclínicos o modelos rar pronósticos de probabilidad de la incidencia de multicapas. Ambos tipos pueden subdividir a fenómenos meteorológico levantes a escala lo- su vez en filtrados y de ecuaciones primitivas,

cal. de acuerdo con el tema de ecuaciones que

utilizan.

Los

sistema ecuaciones que describen El Centro Nacional de Previsión n del Tiempo (CNPT) el comportamiento de la atmósfera son bastante del Servicio Meteorológico Nacional es la oficina complejos y dado que o existe un método responsable de emitir los boletines, pronósticos general para resolverlas analíticamente, es necesario y avisos de tiempo severo a todos los sectores apoyarse en los métodos numéricos, por

lo

general del país. Es ahí donde se elabora la información los de diferencias finitas (Método de Rejilla básica para la toma de decisiones que afectan las Puntos), y hace poco se han empezado a aplicar actividades diarias de todo mundo. Desde la rutinaria los métodos espectrales. Los primeros resuelven y labor del vendedor ambulante, el agricultor o el predicen las variables atmosféricas en cada punto de pescador hasta las costosas maniobras portuarias, una rejilla regularmente espaciada en la vertical y en las operaciones petroleras y de obras hidráulicas, la horizontal. Las ecuaciones de estos modelos se todas se ven afectadas de u modo u otro y expresan (aproximadamente) en forma de diferencias pueden ser beneficiadas por la información del finitas de la rejilla. Los modelos espectrales expresan estado presente y futuro del tiempo atmosférico. y resuelven las variables atmosféricas mediante un Para hacer frente a esta responsabilidad, el SMN conjunto de coeficientes de funciones matemáticas esta modernizando su estructura y actualizando sus (por

lo

general esféricas) en la horizontal, pero no procedimientos. En p lar, el CNPT está inte- siempre en la vertical. En la dimensión vertical, grando metodologías de pronóstico objetivas y veri- los coeficientes se d describen sobre niveles discretos ficables y se le está dotando de la herramienta com- espaciados de mane

putacional necesaria procesar el gigantesco

vo-

Las ecuaciones describen las variaciones tempo- lumen de información recibirá con la automa- rales de los campos de movimiento (flujo horizontal tización de la redes ación meteorológica,

V ,

temperatura

T

y humedad q ) junto con ecuaciones la integración de información los sensores remo- de diagnóstico que relacionan los campos de masa tos como

los

nuevos satélites y radares meteorológi- (altura y presión) con la temperatura (ecuación hi- cos, y con la asimilación digitalizada de productos de drostática), así como los movimientos verticales con pronósticos numéricos globales. Así, se espera con- el viento horizontal (conservación de la masa).

tar con información meteorológica y pronósticos del Un conjunto típico de las ecuaciones que tiempo de alta calidad al nivel de la mesoescala y con describen los movimientos de gran escala de la períodos de validez de hasta 72 horas. atmósfera se puede derivar de las ecuaciones de La ilustración 4 muestra el flujo de la información conservación del momento, la masa, la energía y la meteorológica a través de las diversas secciones del humedad (Holton, 1979):

conservación del momento:

Termodinámica:

Conservación de la humedad:

Continuidad de la masa

Ley hidrostática

Las seis incógnitas son:

u = velocidad zonal del viento V = velocidad meridional del viento

w = velocidad vertical

T = temperatura

q = humedad específica

z = altura geopotencial

U , O ,

T

y q se predicen para un cierto tiempo futuro

mediante las ecuaciones prognósticas (1) a (4); de ahí se deducen w y z mediante las ecuaciones diagnósticas (5) y (6). Esto es posible si:

Se pueden expresar

los

miembros derechos de las ecuaciones (1) a (4) en términos de cantidades conocidas.

Se pueden definir las condiciones iniciales de u , v, T y q .

Se cuenta con las condiciones a la frontera adecuadas de estas variables.

ADECUACION DE MODELOS

dos en las denominadas ecuaciones primitivas O Errores debidos a los esquemas computacionales las cuales son las más apropiadas tanto para utilizados (suposiciones, simplificaciones, truncado los modelos globales como para los de área por longitud finita de palabra).

limitada o regionales. Existen limitaciones de orden

teórico y practico sobre la capacidad predictiva En el Centro Meteorológico Mundial de Washing- de estos modelos. El límite de dicha capacidad ton, EUA, se trabajó hasta 1980 con un modelo he- se alcanza cuando el campo pronosticado no misférico de ecuaciones primitivas con siete niveles. presenta diferencias significativas con una situación Este fue sustituído por un modelo espectral global seleccionada al azar en el mes o la temporada de que de 12 niveles, el cual se encuentra acoplado a un

se trate. sistema global de asimilación de información (Kana-

mitsu, 1989). Con este sistema se realizan los análi- sis y pronósticos para la aviación (72 horas) y guías mundiales a mediano plazo (3 a 10 días).

El modelo regional para México

Algunas ventajas para introducir la modelación numérica de la atmósfera como una componente de orientación en la elaboración de los pronósticos meteorológicos en México son las siguientes:

O A pesar del nivel de sofisticación tan alto de los actuales modelos globales y hemisféricos, dada su mayor resolución y quizá su diseño más cuidadoso de los esquemas para resolver fenómenos locales importantes, es posible obtener mediante modelos Los factores de orden teórico son:

Inestabilidades hidrodinámicas debidas a factores no lineales de las ecuaciones básicas. Pequeñas incertidumbres provocan efectos de gran escala, que son más graves entre más largo es el tiempo de integración (los procesos turbulentos no son predecibles aún).

Falta de entendimiento de

los

procesos físicos que ocurren a escalas menores que la distancia entre los puntos de la rejilla.

Incertidumbres en los valores iniciales.

regionales, pronósticos de corto plazo más O Adicionalmente a la rutina de pronóstico, las refinados en las escalas sinópticas menores, componentes básicas del modelo regional pueden incluyendo los procesos asociados como los utilizarse para el estudio y simulación de sistemas frontales,

los

patrones de precipitación y importantes fenómenos atmosféricos (predicción los efectos de la topografía local. de trayectoria de ciclones tropicales, modelado

O En principio, los productos del sistema regional de contaminación atmosférica, análisis del cambio de pronóstico numérico pueden obtenerse con climático global, etc.).

antelación a los productos de gran escala (si se

El

desarrollo y aplicación del sistema regional utilizan datos de frontera de corridas anteriores de pronóstico numérico pueden representar una de modelos globales) y pueden actualizarse varias contribución valiosa para acelerar el desarrollo veces al día utilizando los datos de observaciones tecnológico y científico de México.

más recientes.

El sistema regional es un sistema de respaldo A partir de 1989, se pusieron en operación muy conveniente en caso de falla o dificultad de en el SMN dos modelos regionales desarrollados recepción de los productos del Centro Mundial. en el Centro de Ciencias de la Atmósfera de la

El sistema regional provee información en formato UNAM (Buendía, 1987). Los modelos barotrópico digital, lo cual puede ser importante para simple y barotrópico equivalente proporcionan a aplicaciones en administración computarizada y los meteorólogos previsores guías adicionales de sistemas de toma de decisiones en algunas gran utilidad en su labor cotidiana y aportan un áreas de la economía nacional (administración marco sencillo pero accesible para revisar los de recursos hidráulicos, generación eléctrica, principios básicos de la predicción numérica del transporte, etc.). Debido a la limitada capacidad tiempo atmosférico. Estos modelos han sido bien de las comunicaciones o a las diferencias de comprendidos, son computacionalmente rápidos y su horarios operacionales en el Centro Mundial, esta desempeño es bueno considerando su simplicidad. información puede llegar fuera de tiempo o sin la Están basados en la ecuación cuasi-geostrófica de la

La ecuación (7) expresa la conservación de la vorticidad absoluta que posee una parcela de aire en un flujo horizontal, sin fricción, y no divergente; se resuelve para la altura geopotencial a 500 mb. Las ilustraciones 8 y 9 muestra un ejemplo del análisis objetivo y del pronóstico numérico efectuados con el modelo barotrópico simple.

En 1991, se implementará un modelo baroclínico cuasi-geostrófico de dos niveles. Este modelo, desarrollado también en la UNAM, describe con mayor precisión la atmósfera tropical, dado que toma en cuenta la advección de temperatura permitiendo la elaboración y disipación de nuevos sistemas (diferentes a aquéllos asociados a la conservación de vorticidad absoluta).

Pronóstico local o de mesoescala

Otra de las componentes del SMN para la refinación de los pronósticos meteorológicos es el estableci- miento de los Centros Regionales de Pronóstico Me- teorológico, cuyas funciones principales son:

a) Establecer, operar y mantener los sistemas regionales necesarios de telecomunicaciones para recibir la información básica y los productos meteorológicos procesados.

b) Ajustar a escala regional los productos de diagnóstico y pronóstico meteorológicos de escala sinóptica y nacional proporcionados por el CNPT, a fin de generar los pronósticos regionales

7. Difusión de productos meteorológicos en el CNPT

de muy corto plazo calibrados con datos en el nivel estatal. El cuadro 1 resume algunas de las aplicaciones de los pronósticos de muy corto

c) Asesorar y supervisar la elaboración de estu- dios hidrometeorológicos, agrometeorológicos y climatológicos de nivel estatal e integrarlos en el regional.

plazo.

d) Integrar el banco regional de información En lo que resta, se describen brevemente estas meteorológica y climatológica de acuerdo con las dos metodologías, las cuales permitirán difundir con normas establecidas por el SMN. oportunidad a todos los usuarios los avisos de e) Supervisar la operación de las redes de obser- tiempo severo (huracanes, marejadas, granizadas,

vación meteorológica, climatológica y de teleco- municaciones a fin de asegurar la continuidad en

sequías), los pronósticos hidrológicos con nortes, con fines de prevención de avenidas, inundaciones y el registro y envío de información.

f) Promover la utilización y realizar la difusión amplia y oportuna de la información meteorológica y climatológica en el ámbito regional.

g) Organizar y realizar regionalmente, en coordi- nación con el SMN, los programas de capaci- tación, actualización y de aplicaciones de la me- teorología Y la climatología para todo su personal.

En estos centros regionales se pretende desarrollar la meteorología de mesoescala aplicando

los

nuevos procedimientos de pronóstico a muy corto plazo y de pronóstico estadístico de elementos meteorológicos.

deslizamientos de terreno, los pronósticos de calidad del aire, etcétera.

Pronóstico a muy corto

plazo

Los modelos de PNT tienen la gran ventaja de Este es un tema muy reciente de la previsión ser capaces, en principio, de predecir el desarrollo del tiempo, ya que los datos de radar y satélites de sistemas atmosféricos nuevos, pero adolecen de meteorológicos que son necesarios para describir el la habilidad

(los

modelos de mesoescala inclusive) estado del tiempo con detalle, apenas entraron a de representar la variabilidad de

los

parámetros formar parte de la base de datos que los previsores de escalas menores asociados con las nubes y deben manipular en tiempo real y en forma digital. los procesos de la precipitación. De manera que Dado que la extrapolación es la base para para hacer pronóstico a corto plazo (hasta 2 el pronóstico de muy corto plazo, la calidad de horas), lo mejor consiste simplemente en observar los pronósticos resultantes variará dependiendo del la distribución y el movimiento detallados de

los

período de anticipación en el cual la extrapolación patrones meteorológicos y suponer que continuarán lineal es válida. Este período depende a su vez su desplazamiento sin cambio durante el período de de los diferentes tipos de sistemas meteorológicos tiempo considerado. Este método (denominado de y su interacción con la geografía del territorio la persistencia), consistente en describir con detalle como se muestra en el cuadro 2. Las bandas de el estado del tiempo y extrapolarlo

sin

cambios a las precipitación de tipo frontal, por ejemplo, persisten siguientes dos horas, se conoce como pronóstico de por muchas horas. Sin embargo, el tiempo severo tiempo presente o de muy corto plazo (Nowcasting). generado por sistemas convectivos individuales es La ilustración 10 muestra la capacidad actual de de escasa duración y la extrapolación lineal no las técnicas de pronóstico a corto plazo (Browning, será válida para pronósticos de más de una hora.

Cualquiera que sea el método estadístico que se use, es posible definir ciertos pasos generales para desarrollar la relación empírica, como son:

Definir la variable a predecir (predicando). Definir e integrar el conjunto de predictores.

Desarrollar las ecuaciones y obtener un diagnóstico de la bondad estadística de la relación.

Probar las ecuaciones con datos independientes. Probar e implementar la técnica operacionalmente.

Los predicandos, en general, se seleccionan del conjunto de elementos meteorológicos normalmente observados en superficie: temperatura, dirección o velocidad del viento, cantidad y tipo de precipitación, estado del cielo, visibilidad, cantidad de nubes y otros parámetros del estado del tiempo como tormentas, nieblas, relámpagos, etc. Estos parámetros tienen características diferentes que afectan la selección persistencia como los frentes, actúan en ocasiones de la técnica estadística por usar. Por ejemplo, como disparadores de los sistemas convectivos, por la temperatura es una variable continua, con una lo que la extrapolación lineal de los sistemas grandes distribución normal, y su variación en el tiempo a períodos de varias horas, puede ayudar a predecir es relativamente suave. El estado del cielo es el tiempo severo de los sistemas convectivos de también una variable continua, pero puede variar de menor escala, Cuando la extrapolación lineal no manera abrupta como sucede durante la formación permite realizar un pronóstico acertado, como en de una nueva capa nubosa. El tipo de precipitación el caso de sistemas en desarrollo o en disipación, (llovizna, chubasco, nieve, cencellada, granizo) es necesario aplicar un procedimiento no lineal en es inherentemente categórica y no numérica. Los

el que muchas veces la topografía juega un papel elementos meteorológicos son todos categóricos

importante. ("llueve o no llueve").

El cuadro 3 enlista los elementos meteorológicos

Pronóstico

d e

elementos meteorológicos

que se usan por lo común como predicandos, y Sus

características.

El desarrollo del PNT mediante modelos dinámicos Por varias razones, los predicandos no se ha ayudado a crear aplicaciones para las técnicas introducen a las rutinas de procesamiento estadístico estadísticas, mismas que han dominado en la última tal Y como son observados. El diseño Y reformateo década. Dichos modelos se usan para predecir los del predicando es una parte importante del desarrollo campos básicos como: la altura geopotencial, el flujo

y la temperatura a 500 mb; las técnicas estadísticas 2. Ejemplos típicos de escalas de tiempo para extrapolación lineal de los campos de precipitación asociados a diversos

se usan para traducir estos pronósticos en una _{eventos meteorológicos} gran variedad de pronósticos de los elementos

meteorológicos en superficie como la lluvia y la temperatura, Operacionalmente, estos pronósticos funcionan para períodos de 6 horas o mas debido a que se requiere de varias horas para recabar y analizar

los

datos iniciales, correr los modelos y preparar y diseminar los pronósticos estadísticos.

El método consiste en el uso extensivo de la información meteorológica histórica (cuanta más, mejor) para definir una relación empírica entre los elementos meteorológicos de interés (el predicando) y un conjunto, a veces grande, de variables meteorológicas (los predictores).

para elegir buenos predictores que se utilicen en ecuaciones de tipo operacional:

Es preciso que exista y se conozca la relación física entre los predictores y el predicando.

O Los valores de los predictores deben ser fácilmente accesibles para poder introducirlos en las ecuaciones. Este requerimiento limita, en general, el número de predictores a aquellos que se pueden obtener de los modelos operacionales o de los que se disponga de sus valores en tiempo real.

Los

predictores deben ser fácilmente pronostica- bles. Esto no es problema si se utilizan observa- ciones como predictores, pero cuando se recurre a los resultados de los modelos es necesario contar con estadísticas de verificación de la validez de los modelos para hacer la mejor selección.

En meteorología, en general, existen muchas variables relativamente independientes entre sí que pueden servir como predictores y que se ajustan a los criterios arriba mencionados. También es posible realizar transformaciones de los predictores para linealizar las relaciones o a fin de manipular el predictor para que se ajuste a una relación física conocida con el predicando, como puede ser por ejemplo, el cálculo de gradientes, advección, vorticidad y otras cantidades a partir de los campos resultantes del análisis meteorológico.

Existen sólo tres fuentes de variables predictorias para el desarrollo de aplicaciones estadísticas en meteorología. Una técnica O ecuación particular

puede hacer uso de una o varias fuentes, pero las técnicas se denominan por el tipo de variables que utilizan, a saber: las "clásicas" sólo emplean variables predictorias clásicas provenientes de datos observados y se anticipan en el tiempo con el predicando.

del procedimiento y, en general, se busca lograr un compromiso entre

los

criterios estadísticos y

los requerimientos del usuario. En la práctica, son sólo dos las variables que se pronostican directamente, la temperatura y el viento. Todas las demás se transforman antes de introducirse en las ecuaciones. Las dos transformaciones usuales son la categorización del predicando y la promediación para extender el período de validez. La primera, obedece a tres razones: a) son no numéricos o inherentemente categóricos, como por ejemplo el tipo de precipitación; b) la categorización es posible debido a que las distribuciones son no-normales o multimodales. La cantidad de precipitación, se puede clasificar al menos en dos categorías, una de las cuales contendría todos los casos sin precipitación; c) el manejo de categorías de las variable atmosféricas es práctico desde el punto de vista operativo. Por ejemplo, el techo de las capas nubosas es casi continuo, pero sólo ciertos valores son de interés para los pronósticos de aviación.

EI

manejo de los predicandos varía dependiendo de la técnica estadística empleada, pero el resultado es generalmente un conjunto de pronósticos de probabilidad para la ocurrencia del evento en cada

categoría. Los cambios en el período de validez Los métodos del "Programa Perfecto" (Perfect incluyen la promediación, la selección del valor Prog o PPM) utilizan variables pronosticadas por otros máximo durante el período de observación, etc. Por modelos Y se correlacionan con el predicando al ejemplo, se hacen pronósticos del viento máximo mismo tiempo en que se obtienen los resultados en 10 minutos para períodos de 6 horas y de la del modelo, pero también pueden usar predicto- nubosidad promedio en 6 horas. res clásicos (el lector puede consultar las referencias Durante la selección de los predictores, el bibliográficas relacionadas con estas técnicas, las meteorólogo tiene la mejor oportunidad de aplicar sus cuales no se aplican hoy en día en México).

mismo tiempo que el predicando pero pueden ser el estadísticos y numéricos, sistemas expertos) de resultado de corridas diferentes del modelo. análisis y pronóstico del tiempo en todas las escalas

Los métodos clásicos son ventajosos para de espacio y tiempo. Estos métodos incluyen la pronósticos de corto plazo (6 horas), debido a que extrapolación sinóptica, estadística y matemática y la correlación entre predictor y predicando se debilita las técnicas físicas de pronóstico derivadas del al paso del tiempo; su aplicación requiere solamente análisis de masas de aire y sus frentes asociados, los datos observados de los cuales se cuenta con así como de la influencia física continental (barreras un buen registro histórico en muchas estaciones. orográficas, líneas costeras, cubierta de nieve, En este período, el principal competidor sería etc.), oceánica (corrientes superficiales anómalas, un pronóstico de persistencia de las condiciones temperatura, condición de los hielos polares) y iniciales como se discutió más arriba. extraterrestre (sol, luna, planetas) sobre la atmósfera. Los métodos del Programa Perfecto también

Es

aquí donde la investigación meteorológica en emplean datos resultantes del análisis para el México puede completar su tarea de mejorar nuestros desarrollo de sus ecuaciones, por lo que también se conocimientos y entendimiento de los procesos tiene acceso a grandes muestras de datos para su atmosféricos a tal grado que el pronóstico científico desarrollo, pero dependen de pronósticos confiables y exacto del tiempo sea una realidad.

de los predictores mediante modelos u otras fuentes Por último, la naturaleza empírica y esotérica a fin de introducirlos en las ecuaciones. de las actividades actuales de pronóstico en Actualmente, se considera que

los

procedimientos México desaparecerá en la medida en que nuestros MOS aportan los pronósticos estadísticos más meteorólogos ganen interés en este campo a acertados hasta un plazo de 72 horas. Esta ventaja través de una continua capacitación con verdadera tiene su precio, ya que al efectuar algún cambio en el orientación científica. El pronóstico meteorológico es modelo utilizado es necesario redefinir las ecuaciones la labor precisa, de tiempo completo Y de largo plazo y, por la misma razón, no se puede obtener un de un especialista, que debe tener la oportunidad conjunto grande de información lo cual limita la de realizar investigación aplicada si su preparación validez estadística del procedimiento. Muchos países lo permite Y al cual es necesario reconocer por siguen a los Estados Unidos en el desarrollo de la responsabilidad social que implica la previsión sistemas MOS para el pronóstico de elementos meteorológica del tiempo.

meteorológicos a partir de las salidas de los modelos

numéricos (OMM, 1989). Referencias

Conclusión Browning, "Local Weather Forecasting", Proc. Roy. Soc., Londres, A371, 1980.

La capacidad presente de predicción meteorológica Buendía, "El pronóstico numérico del tiempo atmosférico

basada en procesos manuales y análisis e interpreta- como apoyo a la Ingeniería Hidráulica", lngeniería

ciones subjetivas, es insuficiente en muchos aspectos Hidráulica en México, vol. 2 núm. 3, 1987.

para los requerimientos actuales de todos los usua- Holton, An lntroduction to Dynamic Meteorology, Academic

rios de la información meteorológica. La brecha entre Press, 1979.

esta capacidad y los requerimientos de predicción se Kanamitsu, "Description of the NMC Global Data

debe a la multiplicidad de escalas de los fenóme- Assimilation and Forecast System", Weather and

nos meteorológicos, a la diversidad de procesos at- Forecasting, vol. 4, septiembre 1989.

mosféricos que los generan y a la gran variabilidad Organización Meteorológica Mundial, "Report of the Fourth

de los elementos y fenómenos en espacio y tiempo. Meeting of the Steering Committee on Tropical Limited-

Para superar esta situación son necesarios dos in- Area Weather Prediction Modelling", Reporte núm. 34,

gredientes básicos: la disponibilidad de información TMRP de la OMM, 1988a.

de buena calidad, y sobre todo, el USO efectivo de la Organización Meteorológica Mundial, "Technical Confe-

información disponible. rence on Operational Weather Forecasting", Ginebra,

En México, se pretende mejorar el primer aspecto Suiza, enero 1988b.

a través de la modernización de la infraestructura Organización Meteorológica Mundial, "Lectures Presented

de observación, de telecomunicaciones y de at the WMO Training Workshop on Observations and

proceso de información meteorológica, cuyos puntos Forecast Methods for Very Short-Range Forecasting",

sobresalientes se han expuesto en el artículo Bratislava, Checoslovaquia, julio 1989.

paralelo. El segundo aspecto implica la aplicación Romero C. Jorge, "Modernización del Servicio Meteo-