Siempre me interesó saber cómo se utilizan los drones en beneficio de la humanidad, y tenía curiosidad por saber más sobre cómo se utilizan en el pronóstico del tiempo. Investigué un poco para averiguar qué son los drones meteorológicos y cómo se usan para predecir el clima. Esto es lo que aprendí.
Los drones meteorológicos son drones especialmente diseñados que vuelan a la capa más baja de la atmósfera de la Tierra, la capa límite. Están equipados con sensores para recopilar información sobre temperatura, humedad y viento en la atmósfera, en última instancia, para ayudar a mejorar los modelos de pronóstico del tiempo.
El uso de drones para recolectar muestras atmosféricas es un gran avance en los métodos tradicionales de recolección de datos y tiene el potencial de mejorar enormemente la precisión de los modelos de pronóstico del tiempo. ¿Por qué eso importa? Tener modelos más precisos afecta tanto el día a día como el panorama general. Permite a los meteorólogos darnos mejores pronósticos meteorológicos de 10 días, pero más que eso, significa la capacidad de dar una advertencia más avanzada para tormentas como tornados, o si los huracanes aterrizarán y dónde.
Cómo funcionan los drones meteorológicos
La capa más baja de la atmósfera, llamada capa límite, es donde ocurre la mayor parte de nuestro clima. Las condiciones meteorológicas que afectan a todos y cada uno de nosotros dependen de una vertiginosa cantidad de variables y factores. Tratar de hacer predicciones precisas sobre lo que hará el clima a continuación se basa en modelos de pronóstico del tiempo muy complicados, pero el resultado de estos modelos es tan bueno como los datos que se introducen en ellos. Y obtener buenos datos es más difícil de lo que piensas.
Ahí es donde entran los drones meteorológicos. Los drones meteorológicos pueden volar a través de toda la capa vertical de la capa límite de la atmósfera y recopilar datos cruciales sobre la temperatura, la humedad, la presión del aire y la velocidad y dirección del viento.
Los drones meteorológicos pueden recopilar estos datos de varias maneras. Una forma es a través de sensores de temperatura, humedad y presión de aire colocados directamente en el dron. Otra forma en que recopilan datos es arrojando sensores llamados sondas de caída, equipados con un paracaídas, desde una gran altura. Las sondas descendentes descienden a través del perfil vertical de la capa límite, recopilando datos hasta el final. Una última forma importante en que los drones meteorológicos recopilan datos es a través de imágenes visuales, incluidas fotografías y videos.
Una mejora sobre los métodos tradicionales
Tradicionalmente, los científicos han utilizado globos meteorológicos y estaciones meteorológicas para recopilar datos meteorológicos para el modelado. Las limitaciones de una estación meteorológica son su ubicación estática (no se mueve) y su proximidad a la superficie terrestre. Incluso si una estación meteorológica está ubicada en la parte superior de un rascacielos o una torre, está bastante ligada a la tierra y no puede obtener datos de los tramos superiores de la capa límite. Los globos meteorológicos pueden llegar mucho más alto, pero tienen la desventaja de que no se pueden controlar. Irán donde les sople el viento. Los globos meteorológicos tampoco regresan a la tierra desde donde se lanzaron y, por lo general, no se pueden recuperar.
Los satélites son otra fuente de datos para los modelos de pronóstico del tiempo. Pueden obtener datos sobre el vapor de agua y la formación de nubes, pero no son tan útiles para medir la temperatura, la humedad o el viento, ya que obviamente se encuentran muy por encima de la capa límite donde ocurren estos factores. Históricamente, también se han utilizado drones meteorológicos de ala fija, gran altitud y largo alcance, pero tienen limitaciones similares a los satélites y son extremadamente costosos de operar. Los aviones también se utilizan para recopilar datos meteorológicos y se utilizan con frecuencia en eventos de tormenta. Sin embargo, los aviones también son costosos de operar, y enviar a un piloto volando hacia una tormenta conlleva un grado de riesgo mucho mayor para la vida humana que enviar un dron.
Los drones no tienen estas limitaciones. Se pueden volar fácilmente a grandes alturas, e incluso recientemente se les dio permiso a los científicos para volar a una altura de hasta 3500 pies sobre el nivel del suelo para estudios de recopilación de datos. (Tan alto como suena, incluso un cuadricóptero de consumo estándar no tendría problemas para operar a esta altura, aparte de la restricción máxima de vuelo de 400 pies AGL). Se controlan fácilmente para que se dirijan directamente hacia el viento, o incluso hacia la tormenta, para obtener datos precisamente en la elevación y ubicación que les gustaría a los científicos. Y los drones regresan a la tierra, lo que significa que se pueden usar sensores y equipos mucho más costosos y sofisticados en un dron de lo que sería práctico usar en un globo meteorológico.
Desarrollos Actuales
Hay varios proyectos importantes en curso que están trabajando para utilizar y mejorar los drones para la recopilación de datos meteorológicos. Uno de estos está conectado directamente con los científicos que trabajan con la NOAA. Están trabajando en estudios de campo a corto plazo centrados en regiones específicas de los EE. UU. para estudiar cómo las características del terreno y la superficie terrestre afectan los patrones climáticos. El objetivo es determinar si la superficie terrestre afecta el clima y cómo, y cómo incorporar esa variable en los modelos meteorológicos y climáticos.
Otro proyecto en curso, dirigido por el profesor Phillip Chilson de la Universidad de Oklahoma, se encuentra en su etapa de planificación y desarrollo, pero tiene el potencial de revolucionar la ciencia meteorológica y el pronóstico del tiempo. Él imagina una red nacional de torres de estaciones meteorológicas, cada una equipada con una flota de drones meteorológicos autónomos. Los drones en cada estación se desplegarían cada hora para lanzar y recopilar datos que se incorporarán a los modelos meteorológicos, proporcionando enormes cantidades de datos confiables, mucho más eficientes y confiables que cualquier otro método empleado actualmente.
Además, un enjambre de drones interconectados y comunicados en cada estación podría desplegarse automáticamente cuando se detecten condiciones de tormenta, y usar IA para determinar dónde volar y recopilar datos relevantes. De nuevo, estos datos se incluirían en los modelos de predicción meteorológica.
Qué impacto pueden tener
Pronóstico del tiempo
Más datos de todo el país (y del mundo), de más niveles de la capa límite, significan modelos de pronóstico del tiempo más precisos. Las mediciones de los drones de tormenta pueden ayudar a los científicos a evaluar los modelos meteorológicos actuales e identificar y corregir los modelos de pronóstico. La colaboración entre los científicos que trabajan en estos proyectos de recopilación de datos y los modelos de pronóstico del servicio meteorológico local está dando como resultado pronósticos meteorológicos más precisos para los informes meteorológicos locales. Es una broma permanente que los meteorólogos se equivocan todo el tiempo sin que nadie los responsabilice, pero eso podría cambiar con modelos más precisos.
Preparación para tormentas
Tener un pronóstico del tiempo preciso y confiable es mucho más importante que simplemente planificar qué día hacer un picnic o si traer su paraguas. Cuando se están desarrollando tormentas, tener el mejor modelo meteorológico posible puede ayudar a reducir el impacto en la vida y la propiedad.
En regiones propensas a tornados, el tiempo promedio actual de alerta temprana es de 16 minutos. Esto significa que se advierte a los residentes solo 16 minutos antes de que se espere que un tornado probable o conocido los alcance. Esto no deja tiempo suficiente para evacuar o ponerse a cubierto. Las esperanzas son que con la predicción del clima impulsada por datos de drones, el tiempo de respuesta de alerta temprana podría aumentar hasta una hora, lo que permitiría a las personas tener una mejor oportunidad de asegurar la vida y la propiedad.
Los huracanes también son notoriamente difíciles de predecir. Pueden tomar caminos inesperados, o intensificarse o dispersarse de manera impredecible. Con una capacidad mejorada para recopilar datos dentro de una tormenta activa con drones, los meteorólogos y los científicos meteorológicos podrán hacer mejores predicciones de las trayectorias y la intensidad de las tormentas de huracanes. Esto permitiría que el servicio meteorológico tome decisiones más informadas con respecto a las evacuaciones, las medidas de prevención de marejadas ciclónicas y dónde desplegar los equipos de respuesta a emergencias.
Conclusión
La utilidad de los drones en todo tipo de usos y aplicaciones aún está en etapa de descubrimiento. A pesar de que ya han demostrado ser la mejor tecnología hasta el momento en la recopilación de datos mejorados para los modelos de pronóstico del tiempo, la tecnología aún no se ha desarrollado por completo. A medida que mejora la capacidad de los drones para volar en condiciones climáticas adversas, a medida que aumenta la sensibilidad y la precisión de los sensores de medición en los drones, a medida que se desarrolla la programación para la inteligencia de drones enjambre, todas estas cosas se sumarán a la capacidad de los drones para cambiar la forma en que medimos. y se ven afectados por nuestro clima.