¿Qué es la meteorología?

La meteorología tiende a centrarse en la capa más baja de la atmósfera terrestre, conocida como troposfera, donde se producen la mayoría de los fenómenos meteorológicos. Sus aplicaciones abarcan diversas industrias, como la energía y los servicios públicos, el petróleo y el gas, la agricultura, la aviación y la construcción.

Los científicos en el campo de la meteorología se llaman meteorólogos. Más allá de la observación y el forecasting del tiempo, los meteorólogos también analizan las tendencias climáticas a largo plazo y su impacto en las poblaciones humanas. Sin embargo, la mayor parte de la investigación relacionada con el clima ocurre dentro del ámbito de la climatología.

Las primeras civilizaciones intentaron observar, pronosticar e incluso influir en el clima. Sin embargo, al filósofo griego Aristóteles se le atribuye a menudo el mérito de ser el fundador de la meteorología. La palabra meteorología proviene del griego “meteoron”, que significa “cualquier fenómeno en el cielo”. Aristóteles escribió el primer tratado importante sobre la atmósfera, Meteorologica, alrededor del año 350 a. C. y siguió siendo una autoridad en el tema durante casi 2000 años.

Durante el siglo XVII, la meteorología experimentó una revolución científica cuando el filósofo, científico y matemático francés René Descartes aplicó su método científico al tema. A pesar de ser relativamente deductivas debido a la falta de instrumentos meteorológicos precisos, las teorías de Descartes solidificaron la meteorología como una rama legítima de la física.

Las invenciones del barómetro y el termómetro en el siglo XVIII marcaron un cambio importante en la meteorología. Estos dispositivos permitieron a los científicos medir dos variables atmosféricas importantes: la presión del aire y la temperatura. Durante este tiempo, los científicos también desarrollaron modelos matemáticos para hacer predicciones meteorológicas más precisas.

En el siglo XIX, innovaciones como el telégrafo permitieron a los meteorólogos compartir información mediante el uso del código Morse, lo que llevó al desarrollo de los primeros mapas meteorológicos modernos. Estos mapas proporcionaron una visión a gran escala de los patrones climáticos globales y permitieron forecasting más precisos.

En el siglo XX, los avances en la física atmosférica llevaron a la base de las predicciones meteorológicas numéricas modernas. Los meteorólogos noruegos descubrieron el concepto de masas de aire y frentes, que son los componentes básicos del forecasting actual.

Los científicos durante las Guerras Mundiales progresaron en el ámbito de la meteorología a medida que las operaciones militares dependían cada vez más de comprender y predecir las condiciones climáticas. Incluso el radar, que originalmente se inventó para rastrear la dirección y velocidad de aeronaves y barcos, se reutilizó para rastrear la dirección y velocidad de los patrones climáticos.

En las décadas de 1950 y 1960, los satélites y los modelos informáticos podían estudiar la presión atmosférica a escala mundial y realizar simulaciones basadas en datos, lo que permitió realizar pronósticos meteorológicos más precisos. La meteorología moderna utiliza versiones avanzadas de estas tecnologías para observar y predecir el clima en tiempo casi real.

Todos los días, se toman decisiones en función del clima. Especialmente ahora, a medida que los fenómenos meteorológicos extremos aumentan en frecuencia y gravedad, es importante que las personas y las empresas tengan los recursos para predecirlos, planearlos y reaccionar ante ellos.

Las compañías dependen de los pronósticos meteorológicos para la gestión de riesgos. La industria de la aviación, por ejemplo, emplea datos meteorológicos como la velocidad del viento y las precipitaciones para planear y seguir los vuelos. Las organizaciones con flotas de vehículos tienen en cuenta la información meteorológica para asegurarse de no enviar su flota a una tormenta. Y las empresas de servicios públicos confían en las herramientas de inteligencia de localización de pronósticos meteorológicos, como LiDAR, para gestionar las redes eléctricas, pronosticar las cargas eléctricas y prevenir posibles incendios forestales.

Los meteorólogos pueden ayudar a predecir y mitigar los efectos adversos de los fenómenos meteorológicos extremos. Esto ocurre en un momento en que los daños causados por desastres naturales globales sumaron un total de USD 380 mil millones en pérdidas económicas en 2023.¹

Mediante el uso de modelos climáticos globales, los meteorólogos también pueden hacer un seguimiento de las tendencias climáticas en curso, como la temperatura de la Tierra. Según el Grupo de Trabajo sobre Divulgación de Información Financiera Relacionada con el Clima (TCFD), las condiciones climáticas cambiantes pueden afectar a diversos aspectos del medio ambiente, las compañías y la sociedad. Comprender estos riesgos climáticos y desarrollar la resiliencia al cambio climático es crucial mientras las naciones del mundo trabajan juntas para combatir el cambio climático y alcanzar el objetivo de cero emisiones netas.

Los meteorólogos son científicos atmosféricos que pueden clasificarse como meteorólogos de investigación o meteorólogos operativos, también conocidos como pronosticadores.

Los meteorólogos investigadores estudian fenómenos como la contaminación del aire, la convección y el clima para comprender mejor cómo afectan las condiciones atmosféricas a la superficie de la Tierra. Los meteorólogos operativos combinan esa investigación con modelos matemáticos y principios de la física, como la termodinámica, para evaluar el estado actual y futuro de la atmósfera.

Los meteorólogos pertenecen a organizaciones como la American Meteorological Society (AMS), la Organización Meteorológica Mundial (OMM) y el National Weather Service (NWS). Estos colectivos trabajan para progresar en la investigación en las diferentes ramas de la meteorología, incluidas la atmosférica, oceánica, hidrológica y geofísica.

Gran parte de la meteorología se ocupa de los fenómenos atmosféricos, o de cualquier suceso observable que ocurra dentro de la atmósfera. Estos fenómenos pueden variar desde un caso localizado de niebla hasta un viento que barre el planeta. Dada la gran variedad de eventos que pueden suceder, hay cuatro escalas meteorológicas que se emplean cuando se habla de fenómenos meteorológicos y atmosféricos: microescala, mesoescala, escala sinóptica y escala global.

Los fenómenos a microescala varían en tamaño desde un par de centímetros hasta unos pocos kilómetros. Tienen una escala de tiempo corta, generalmente menos de un día. Estos fenómenos afectan áreas geográficas pequeñas e impactan las temperaturas y los terrenos de esas regiones. Ejemplos de meteorología a microescala incluyen la transferencia de calor entre el suelo y la vegetación, el movimiento de contaminantes del aire y la calidad del aire.

Los fenómenos de mesoescala van desde unos pocos kilómetros hasta casi 1000 kilómetros y pueden durar desde menos de un día hasta varias semanas. Consisten en dos fenómenos: complejos convectivos de mesoescala (MCC) y sistemas convectivos de mesoescala (MCS). El vapor de agua se convierte en precipitación y se manifiesta como un sistema de nubes singular que produce fuertes lluvias, clasificadas como MCC, o un clúster más pequeño de tormentas eléctricas, clasificadas como MCS.

Los fenómenos de escala sinóptica cubren un área de varios cientos a miles de kilómetros y pueden persistir hasta 28 días. Se componen de sistemas de alta y baja presión. En un sistema de baja presión, el viento y la humedad son absorbidos por el sistema de alta presión, lo que acelera la convección y produce condiciones climáticas más severas. Los sistemas de alta presión tienen un movimiento vertical descendente y suelen producir un clima más seco y menos inclemente.

Los fenómenos de escala global se refieren al flujo de viento, calor y humedad desde los trópicos hacia los polos. La circulación atmosférica global (CAG) es el patrón a gran escala que distribuye el calor por la superficie de la Tierra. Cada hemisferio contiene tres tipos de corrientes de convección, o células: células de Hadley, células de Ferrell y células polares. Los meteorólogos suelen centrarse en las células de Hadley, ya que son las que más repercuten en la CAG y pueden dictar el flujo de los vientos alisios que emplean los barcos.

Los meteorólogos se basan en varias herramientas para evaluar y pronosticar los sistemas meteorológicos. Algunas herramientas meteorológicas comunes incluyen:

Las herramientas meteorológicas se pueden combinar con tecnologías como machine learning (ML) , inteligencia artificial (IA) y big data para proporcionar pronósticos más precisos y otros insights valiosos. En algunos casos, estas soluciones pueden mejorar radicalmente las operaciones del negocio. Algunos ejemplos notables incluyen:

Las antenas de radar se pueden fijar a globos meteorológicos, aviones, barcos y más. Emplean sensores para transmitir ondas de radio, que recopilan información como la dimensión, la velocidad y la dirección de las nubes. El radar de doble polarización despliega pulsos de onda horizontales y verticales, lo que proporciona mejores capacidades de predicción meteorológica. Estas insights pueden ser valiosas a la hora de analizar los riesgos climáticos para mejorar las medidas de seguridad en la industria de las aerolíneas, por ejemplo.

Los satélites desempeñan un papel crucial en la observación de los cambios atmosféricos y la predicción de fenómenos meteorológicos a escala global. La Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) son dos organizaciones que operan satélites ambientales operativos geoestacionarios. Estos satélites recopilan valiosos datos geoespaciales que se pueden visualizar mediante el uso de sistemas de información geográfica. Más allá de los patrones climáticos, estos satélites también proporcionan capacidades para ayudar a los agricultores a gestionar los cultivos y mejorar el uso del agua.

Hoy en día, los modelos informáticos son una de las formas más fiables y precisas que tienen los meteorólogos de predecir los patrones del tiempo. Los modelos informáticos se componen de varios códigos y algoritmos, que procesan grandes franjas de datos meteorológicos y los convierten en proyecciones conocidas como modelos meteorológicos. Estos modelos cambian según ciertas entradas, lo que permite a los meteorólogos ajustar su pronóstico según sea necesario. Los funcionarios de salud pública también pueden utilizar técnicas similares para el pronóstico y vigilancia de enfermedades.