Conceptos de pronóstico del tiempo
Después de leer este artículo, aprenderá acerca de: - 1. Concepto antiguo de pronóstico del tiempo 2. Concepto moderno de pronóstico del tiempo.
1. Antiguo concepto de pronóstico del tiempo:
En la antigüedad, el hombre solía predecir el clima basándose en los procesos físicos de la naturaleza. Estos pronósticos se basaron en el comportamiento de las aves y la apariencia física de los cuerpos celestes. En el siglo XVI, Stoffler preparó un calendario astrológico basado en la apariencia física de los cuerpos celestes.
Predijo que habría un diluvio mundial (inundación pesada) en 1524. Pero este tipo de fenómenos no se produjo en absoluto. Incluso tales fracasos no podrían desanimar al hombre para predecir los eventos naturales.
En muchas sociedades antiguas, el clima se explicaba a través de las acciones o estados de ánimo de una fabulosa familia de dioses del cielo, que utilizaban el clima para recompensar o castigar a esa sociedad. Si los dioses estuvieran contentos, prevalecerá el buen tiempo, lo que será favorable para el crecimiento normal de los cultivos. Si los dioses no estaban contentos, la sociedad fue castigada causando inundaciones, tormentas o enfermedades, etc.
Se utilizaron dos enfoques para entender los fenómenos meteorológicos. Una fue relacionar los fenómenos meteorológicos con los factores físicos. Los antiguos pensadores se dieron cuenta de que el sol era la principal fuente de energía para la tierra y su atmósfera.
Trataron de establecer una relación sol-clima que condujera a la clasificación de estaciones, etc. El desarrollo temprano en matemáticas y astronomía también los lleva a asociar el clima con la posición planetaria.
El otro enfoque se utilizó para asociar los cambios climáticos con el comportamiento de los animales, aves e insectos, la apariencia y el crecimiento de ciertas especies de plantas, etc. Algunos de los insectos eran altamente sensibles a pequeños cambios en la temperatura, la humedad y la luz solar. Pero este enfoque no estaba en la dirección correcta.
A pesar de estas deficiencias, se establecieron pautas empíricas para predecir el clima en un área específica. Algunos éxitos en el pronóstico local los llevaron a extender el pronóstico del tiempo en vastas áreas válidas por períodos más largos. Pero estos pronósticos eran vagos y con frecuencia engañosos.
Aristóteles (384-322BC) fue el primer erudito griego que utilizó la ciencia para preparar el pronóstico del tiempo. Escribió un libro llamado 'Meteorológico', en el que mencionó que el clima es causado por la interacción de cuatro elementos, es decir, la tierra, el fuego, el aire y el agua. El término 'Meteorología' se deriva del título de la obra de Aristóteles.
Se han observado observaciones meteorológicas desde el inicio de la civilización. Para observar diversos fenómenos meteorológicos, se habían registrado observaciones visuales y sensuales hasta el siglo XVIII. Este tipo de observaciones continuaron durante un largo período hasta la invención de varios instrumentos meteorológicos.
Por lo tanto, el enfoque moderno para la predicción del tiempo tuvo que esperar los inventos de los instrumentos meteorológicos para realizar mediciones precisas y precisas. La invención del termómetro y el barómetro conducen a un pronóstico meteorológico más preciso y preciso. Un período de grandes avances en la ciencia comenzó a principios del siglo XV . Llevó alrededor de 300 años presenciar un tremendo progreso en el campo de la meteorología.
2. Concepto moderno de pronóstico del tiempo:
Los métodos científicos modernos de predicción del tiempo se utilizan para comprender los sistemas meteorológicos. Para preparar el pronóstico del tiempo, se requiere conocer el estado inicial de la atmósfera. Para describir el estado inicial de la atmósfera, requerimos observatorios meteorológicos instrumentales.
Para predecir el estado futuro de la atmósfera, debemos entender los procesos físicos que ocurren en la atmósfera. Los procesos físicos se pueden entender mediante el uso de leyes básicas de matemáticas y físicas (de Charle y Boyle).
El enfoque moderno de la predicción del tiempo se inició en el siglo XVII con la invención del barómetro por Torricelli en 1643. El termómetro fue inventado por Anders Celcius en 1737 y Horace inventó el higrómetro en 1783. Con la invención de estos instrumentos, las leyes físicas que gobiernan la atmósfera Los procesos fueron formulados por varios científicos.
Al principio, la temperatura, la humedad y la presión se registraron cerca de la superficie de la tierra. Más tarde, se prestó atención a la atmósfera superior mediante el uso de vuelos en globo tripulados que llevaban instrumentos de registro llamados meteorógrafos. Después de elevarse a cierta altura, el globo explotó y cayó sobre la tierra.
Más tarde, el meteorógrafo podría recuperarse para obtener los datos aéreos superiores. Estos fueron reemplazados por globos no tripulados. Marconi inventó la comunicación inalámbrica a principios del siglo XIX, por lo que se inició un sistema de comunicación en 1844, lo que ayudó a los meteorólogos a obtener datos aéreos.
Los meteorólogos se dan cuenta de que es importante considerar la atmósfera como un todo, si tuviéramos que predecir su comportamiento futuro. Hoy en día, satélites, cohetes y computadoras electrónicas se utilizan para estudiar la atmósfera superior. Al mismo tiempo, la red meteorológica de superficie se ha extendido a todo el mundo.
Las observaciones meteorológicas se registran a las 0000GMT, 0530, 0830 y 1200 GMT. Ahora es conveniente estudiar una región particular de la atmósfera. Sin embargo, es necesario tener en cuenta que los eventos en una región afectan a los que ocurren en otras partes de la atmósfera.
En 1961, el presidente de los Estados Unidos, John F. Kennedy, invitó a otros países a participar en un proyecto para observar el mundo del clima. El propósito era mejorar el pronóstico del tiempo para todas las naciones. En los 150 países participaron y se discutió la cooperación global en el pronóstico del tiempo. Como resultado, nació el reloj mundial del tiempo (WWW).
Fue uno de los pasos más significativos en la cooperación internacional para el pronóstico del tiempo. Ahora, las predicciones meteorológicas han mejorado en gran medida desde 1960. En un futuro próximo, el progreso en el campo de la predicción meteorológica alcanzará una etapa tal que los observadores del clima anteriores nunca habrían soñado.
Existen diferentes técnicas utilizadas para pronosticar el estado futuro de la atmósfera.
Las técnicas básicas de la predicción del tiempo se clasifican en términos generales como:
yo. Técnicas sinópticas.
ii. Técnicas estadísticas.
iii. Predicciones numéricas del tiempo (NWP).
yo. Técnicas sinópticas:
Los pronósticos meteorológicos sinópticos son populares en todo el mundo, ya que las ecuaciones atmosféricas complejas se pueden entender a través de los gráficos sinópticos. El análisis y el estudio de las observaciones meteorológicas simultáneas en varias escalas espaciales que abarcan desde la cobertura de área nacional, regional a global se conoce como meteorología sinóptica.
Inicialmente, los datos de diversos parámetros meteorológicos registrados en diversos lugares aislados no fueron útiles para comprender los cambios en las condiciones meteorológicas venideras.
Pero un avance en la meteorología se produjo con la invención del telégrafo en 1835 y la radiosonda automática a principios del siglo XX, la invención del radar en 1940 y la navegación Doppler en 1950. Sin embargo, la revolución llegó con el lanzamiento del satélite meteorológico en los años sesenta. .
La meteorología sinóptica permite a los científicos comprender el fenómeno de la troposfera superior como las ondas de escala planetaria y sinóptica y las corrientes en chorro. El estudio e interpretación de imágenes de nubes recibidas de satélites meteorológicos aumentó aún más la utilidad de la meteorología sinóptica.
En el enfoque sinóptico, un pronosticador intenta predecir los cambios futuros en el estado de la atmósfera a partir del estado inicial utilizando su conocimiento y experiencia teóricos.
El pronosticador analiza los datos actuales disponibles en varias alturas de la atmósfera e intenta hacerlos coincidir con situaciones similares pasadas. El éxito del pronóstico depende de la habilidad y experiencia del pronosticador. Por lo tanto, el método es subjetivo y muy útil en la predicción de corto alcance.
ii. Técnicas estadísticas:
En el enfoque estadístico, un pronosticador intenta correlacionar un elemento meteorológico con otro. Al estudiar los registros meteorológicos pasados, se pueden establecer relaciones útiles que relacionan la ocurrencia de un evento meteorológico con otro u otros elementos meteorológicos. Este método es muy útil en el pronóstico meteorológico a largo plazo.
iii. Predicciones numéricas del tiempo:
El pronóstico del tiempo por métodos sinópticos es algo objetivo porque la experiencia del pronosticador juega un papel importante en su aplicación. El principal objetivo de esta técnica es resolver varias ecuaciones que gobiernan los movimientos atmosféricos y los procesos físicos que tienen lugar continuamente en la atmósfera.
La meteorología dinámica se ocupa de los movimientos atmosféricos y la meteorología física se ocupa de los procesos físicos. El objetivo de estas ramas es desarrollar un método objetivo completo de predicción del tiempo, es decir, predecir el estado futuro de la atmósfera cuando se conozcan sus condiciones iniciales.
Las ecuaciones del movimiento atmosférico son tan complejas que no tienen una solución matemática exacta. Sin embargo, su solución puede obtenerse mediante una serie de cálculos aritméticos o mediante cálculos numéricos. El pronóstico del tiempo preparado sobre la base de estos cálculos se denomina predicción numérica del tiempo.
Las ecuaciones hidrodinámicas que controlan el movimiento atmosférico son un conjunto de ecuaciones complicadas.
Estas ecuaciones tratan con las siguientes fuerzas:
(i) Las fuerzas de turbulencia y fricción que surgen de los vientos que soplan contra objetos como la topografía.
(ii) Arrastre interno entre diferentes capas de la atmósfera que se mueven con diferentes velocidades y direcciones
Además de estas fuerzas, también se tiene en cuenta el calentamiento diabático, particularmente asociado con fenómenos convectivos intensos, como ráfagas de líneas y tormentas ciclónicas. Del mismo modo, la modificación del flujo de viento provocado por enormes barreras de montaña, es uno de los componentes importantes de las ecuaciones.
Además, la distribución de las fuentes de calor y los sumideros debe ser plenamente conocida. Estas surgen de las modificaciones de la masa de aire provocadas por el proceso de intercambio de calor entre el mar y la atmósfera, y la tierra y la atmósfera subyacentes.
En 1920, Richardson intentó resolver las ecuaciones de movimientos para una atmósfera modelo. Propuso que la tasa de intercambio de la presión superficial está relacionada con la convergencia de masa o divergencia de masa en la columna de aire suprayacente. Se utilizaron métodos numéricos para resolver los problemas de pronóstico. Pero no pudo lograr resolver estas ecuaciones.
Charney en 1950 asumió que el movimiento atmosférico es un flujo geostrófico. Sobre la base de este supuesto, se desarrolló un nuevo modelo atmosférico en el que se preparó una tabla de pronóstico de 500 mb. Ahora, la predicción numérica incluye gráficos de contorno de pronóstico de diferentes niveles isobáricos, gráficos de pronóstico del campo de viento, gráficos de vorticidad, divergencia y movimiento vertical.
Las computadoras electrónicas modernas pueden analizar una gran cantidad de datos muy rápido. La computadora puede trazar y dibujar líneas en la superficie y en los gráficos de aire superiores. En los últimos años, con la llegada de las súper computadoras, las predicciones numéricas meteorológicas muy eficientes (NWP) se han convertido en un método más prometedor de predicción meteorológica, especialmente en la predicción meteorológica a corto y mediano plazo.
En este método, las ecuaciones hidrodinámicas que gobiernan los movimientos atmosféricos se resuelven mediante métodos numéricos utilizando computadoras de alta velocidad.
Fuera de estos diferentes métodos de pronóstico del tiempo, el método estadístico no es confiable para el pronóstico del tiempo a corto plazo. La predicción numérica del tiempo (NWP) es popular en latitudes medias, pero los pronósticos meteorológicos a través de métodos numéricos no han tenido éxito en las regiones tropicales debido a los gradientes débiles de los parámetros meteorológicos.
La meteorología sinóptica es popular en todo el mundo porque las ecuaciones atmosféricas complejas se pueden entender a través de tablas sinópticas. El pronóstico a largo plazo del monzón se realiza a través de técnicas estadísticas.
