Red GPS para estudiar el monzón del norte de México
Por Amapola Nava
Ciudad de México. 12 de octubre de 2016 (Agencia Informativa Conacyt).- Con el objetivo de mejorar la comprensión de condiciones meteorológicas en el noroeste de México y, posteriormente, extenderla a todo el país, el doctor David K. Adams, investigador del Centro de Ciencias Atmosféricas (CCA) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), dirigirá el proyecto Instalación de redes GPS para el monitoreo del monzón en el noroeste de México.
Este proyecto tiene como objetivo instalar un conjunto de antenas GPS de alta precisión en Sonora, Sinaloa, Chihuahua, haciendo mucho más densa la red meteorológica ya existente en esa región. Esta infraestructura de GPS estimará la cantidad de vapor de agua en la atmósfera en diferentes puntos de la región y ayudará a la comprensión del ciclo hidrológico.
Las rigurosas observaciones permitirán entender la influencia que tienen las fuentes locales y distantes de vapor de agua que genera las lluvias. Además, la red puede ayudar a predecir eventos meteorológicos severos, así como monitorear las condiciones climáticas de esta región tan vulnerable ante las sequías.
Investigación del monzón en el norte de México
Francina Domínguez.La región monzónica del noroeste de México sufre largos periodos de sequías, seguidos por grandes tormentas e inundaciones. En los estados de Sonora y Chihuahua, más de 60 por ciento de la precipitación anual ocurre entre julio y septiembre, esto hace que la agricultura, ganadería y otras actividades humanas dependan altamente de la temporada de lluvia y sean muy vulnerables a las sequías.
De ahí surge la importancia del proyecto Instalación de redes GPS para el monitoreo del monzón en el noroeste de México, que instalará una amplia red de antenas GPS de alta precisión en el noroeste del país. Esta región desértica, con poca infraestructura, podrá servir como ejemplo para entender la hidrología en todo el país.
“El tipo de lluvia que se tiene en esa región es muy parecido al del resto de la república —con excepción de la ocasionada por los huracanes—. Entonces, si podemos utilizar la región para elaborar un modelo de cómo funciona el ciclo hidrológico, también podrá tener aplicación en otras regiones de México”, detalla David K. Adams.
Aunque el interés de David K. Adams en entender el ciclo hidrológico de la atmósfera y las lluvias resultantes es puramente científico, reconoce que mejorar los modelos y averiguar si los fenómenos de la superficie terrestre, como la evapotranspiración, son importantes, tiene aplicaciones prácticas que interesan a instituciones como la Comisión Nacional del Agua (Conagua) y el Servicio Meteorológico Nacional.
El proyecto dirigido por David K. Adams ha sido apoyado por el fondo de colaboración entre el Instituto de la Universidad de California para México y los Estados Unidos (UC-MEXUS) y del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt).
Utilidad práctica de los modelos
El investigador recuerda la utilidad práctica de tener sistemas de predicción y observación climatológica eficientes y hace referencia a la sequía que se dio en el norte de México en los años 2010, 2011 y 2012.
“En este tipo de casos, el gobierno requiere reaccionar. ¿Pero cómo?, ¿se deben construir pozos y presas millonarias para proporcionar agua a esta región? Lo primero que hay que hacer es saber si realmente existe una sequía, y eso solo puede hacerse realizando buenas observaciones durante largos periodos”.
Para el investigador, existen consecuencias severas al gastar el dinero público de forma no informada científicamente. Y alude al caso imaginario en el que algún grupo de agricultores se beneficien de subsidios gubernamentales al informar que 10 mil cabezas de ganado murieron debido a la sequía.
“¿Realmente el gobierno tiene que subsidiar a estas personas que ponen 10 mil vacas en un metro cuadrado de forraje?, eso no es sequía, eso es poner demasiadas vacas en un lugar. Para poder comprobar que es realmente sequía es solo con las observaciones científicas instrumentales de largo plazo”, opina el investigador.
Otro caso es el que se presenta en situaciones de huracanes y tormentas tropicales, en donde decisiones importantes como evacuar o no evacuar una ciudad deben apoyarse en las observaciones científicas para aminorar pérdidas humanas y económicas.
Diferentes modelos para las predicciones meteorológicas
Los modelos que permiten explicar los fenómenos atmosféricos, llamados modelos numéricos de predicción meteorológica, conjuntan una serie de factores como humedad, presión, velocidad y dirección del viento, que dependen de procesos complejos como la convección.
David Adams y Carlos Ochoa.Pero no todos los grupos de investigación otorgan la misma importancia a cada proceso dentro del modelo para la predicción meteorológica. Este es el caso de la doctora Francina Domínguez, investigadora de la Universidad de Illinois, en Urbana-Champaign, Estado Unidos. La investigadora considera que el vapor de agua proveniente de la humedad del suelo y la transpiración de las plantas influye considerablemente en la precipitación atmosférica, una idea que difiere de la de David K. Adams.
Por ello, con el objetivo de enriquecer el debate científico y lograr mejorar los modelos atmosféricos, el investigador de la UNAM invitó a Francina Domínguez a presentar su trabajo en el Panorama Actual de las Ciencias Atmosféricas, organizado por el CCA.
“Un objetivo de las investigaciones es mejorar los modelos atmosféricos para integrar y representar todos los procesos que influyen en la precipitación. Esto con miras a mejorar los pronósticos de lluvia en las regiones semiáridas, donde la disponibilidad de agua es una determinante para las actividades económicas”, detalla Francina Domínguez.
Lluvia en el Amazonas
Francina Domínguez propone, para la cuenca amazónica, un modelo climatológico que considera los fenómenos de evapotranspiración, influenciados por la presencia de agua subterránea, como el componente principal de la lluvia en la región sur del continente americano. Y, aunque sus resultados no son aplicables para el caso de Norteamérica, sospecha que existen regiones en donde los acuíferos subterráneos también afectan, en gran medida, la precipitación atmosférica.
“Los modelos propuestos son específicos para esta región, pues en ella convergen ciertas características: agua subterránea poco profunda, circulación general que mueva el agua a través del continente y el hecho de que la precipitación depende de la humedad del suelo”, comenta la investigadora.
Al tener una formación académica en hidrología, Francina Domínguez se interesa en los procesos hidrológicos que se deben incluir en los modelos climatológicos para mejorar el pronóstico del tiempo en diferentes escalas temporales.
Acuíferos subterráneos como predictores
Dentro de sus líneas de investigación, Francina Domínguez estudia la influencia que tiene el agua subterránea en los procesos atmosféricos. “El agua subterránea, por un lado, aumenta la humedad del suelo, pues no deja que el agua de la superficie drene; por otro lado, ocasiona un ascenso capilar del agua, afectando la humedad del suelo”, detalla la investigadora.
Estos efectos del agua subterránea afectan la evapotranspiración, influyendo en la cantidad de agua que sube y en la energía de la atmósfera, es decir, afecta la precipitación.
Contraponiendo ideas
Francina Domínguez ha trabajado también la región monzonal del noroeste de México: Sinaloa, Sonora, Chihuahua y Durango, región que ha sido ampliamente estudiada por el doctor David K. Adams, investigador titular del CCA de la UNAM.
“Algunas de sus investigaciones y los resultados de sus estudios contradicen supuestos teóricos que se han dado por sentado, algunos trabajos que ha realizado no concuerdan con lo que se considera como establecido. Entonces, la llamé para que pensáramos en una forma de contrastar y comprobar algunos de sus resultados con las ideas que hemos aceptado con anterioridad”, explica David K. Adams.
El investigador del CCA expresa no ser tan partidario de la importancia de la evaporación de la superficie terrestre y de la transpiración de la cobertura vegetal en la formación de la lluvia. Para él, la humedad generada por la superficie terrestre y por la vegetación es secundaria si se compara con el transporte proveniente del mar.
Para David K. Adams, que concuerda con una fuerte corriente teórica, el vapor de agua que produce la lluvia proviene básicamente del mar. En el caso del noroeste de México, el vapor de agua del golfo de California, del Océano Pacífico y en menor proporción del golfo de México entra, se forman nubes, se precipita una parte del vapor de agua y el aire húmedo se sigue moviendo a otras regiones.
Considerar para el modelado numérico unos factores en vez de otros conduce a predecir el tiempo y el clima de diferentes maneras. Por ello, el investigador considera valioso abrirse al debate y a la exposición de ideas para averiguar qué modelos son los que más se acercan a pronosticar correctamente las condiciones atmosféricas.
La conclusión de este debate se intentará resolver dentro del proyecto Instalación de redes GPS para el monitoreo del monzón en el noroeste de México, apoyado por el fondo de colaboración UC-MEXUS-Conacyt y con fondos del Programa de Apoyo a Proyectos de Investigación e Innovación Tecnológica (PAPIIT-UNAM), además se buscarán apoyos de Conacyt Infraestructura y de instituciones de los Estados Unidos.
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