Cómo las estaciones GPS podrían alertarnos de posibles tormentas

Universidad Nacional de Cuyo - Facultad de Ingeniería

October 01, 2018 | 6 ′ 11 ′′


Cómo las estaciones GPS podrían alertarnos de posibles tormentas


A partir de estaciones de geoposicionamiento, un grupo de investigadores comprueba cómo los datos que arrojan estos dispositivos con su correspondiente procesamiento pueden anticipar lluvias significativas y granizo en zonas como Mendoza.

El aumento y modernización de las estaciones GNSS (Global Navigation Satellite System) permanentes de la región, incluyendo la transmisión de sus observaciones a tiempo real, abrió campos de estudio a distintas disciplinas. Es que estas estaciones de geoposicionamiento, que conforman a nivel sudamericano la red SIRGAS (Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas), recopilan datos todo el tiempo que muchas veces no son aprovechados.

Un ejemplo de esto es el vapor de agua troposférico, que para un equipo de investigación de la facultad de Ingeniería de la UNCuyo y del Conicet, en cooperación con la Universidad Juan Agustín Maza, representa una oportunidad de empezar a analizar cómo influye en la formación de tormentas intensas en la región y, específicamente, en el oeste argentino.

La ventaja para los investigadores es que está la red GNSS funcionando, registra datos y genera productos, como los valores de vapor de agua, “que en realidad para la geodesia es una corrección –dice María Virginia Mackern, doctora en Agrimensura, quien lidera el equipo- porque la señal GPS sufre un retardo en su camino desde el satélite a la estación producto del vapor existente en la tropósfera que atraviesa. El contenido de dichas partículas de agua genera una condición física diferente al del aire sin vapor. Por este motivo, en el procesamiento de las señales GNSS generamos una corrección denominada ‘retardo troposférico’, para mejorar la precisión de las coordenadas, que es el producto que nos interesa en el geoposicionamiento”.

Es decir, ese retardo en la señal es un delay, que si bien se calculaba y utilizaba en el procesamiento para la obtención de coordenadas, hasta hace poco no se tenía en cuenta para el monitoreo atmosférico. Así lo ejemplifica Mackern: “Hasta el 2008, en Argentina y en América Latina no se utilizaba el retardo troposférico con fines meteorológicos. La Dra. Andrea Calori hizo en nuestro equipo su tesis doctoral en esta temática y desde el 2014 en adelante se decidió, por sugerencia de nuestro grupo, que los centros de procesamiento de la red latinoamericana SIRGAS resguardaran dichos delay para esta investigación. En una primera etapa calculábamos con un modelo a priori que estipulaba una presión atmosférica constante para cada sitio. Desde el 2015 trabajamos con modelos a priori más refinados y sobre las más de 400 estaciones GNSS ubicadas en América Latina.”.


Es sabido que la humedad, la temperatura y la presión atmosférica son variables condicionantes de las precipitaciones. Son factores a tener en cuenta: la altura del sitio de medición y su cercanía a la costa, tanto como la geomorfología del lugar. “En la red SIRGAS tenemos una gran variedad de zonas. A mayor humedad hay mayor vapor y a mayor vapor el retardo es mayor, o bien, a mayor altura hay menor presión atmosférica y menor retardo también porque inciden los efectos hidrostáticos. En fin, la red SIRGAS de operación continua brinda indirectamente un muy interesante registro para el monitoreo atmosférico”, especifica la investigadora.

Así, el equipo de científicos estudia ahora el comportamiento del contenido de vapor de agua en la troposfera sobre América del Sur, haciendo un principal análisis sobre la región central de la Argentina, evaluando su correspondencia con la ocurrencia de tormentas de verano y principalmente de granizo en Mendoza. Los resultados son comparados con la información proveniente de los radares que el gobierno provincial tiene para la lucha antigranizo y con estaciones de radiosondeo, las cuales son muy escasas en América del Sur y brindan como máximo 2 registros diarios en comparación con este método geodésico que ya brinda 4 valores diarios.

En esta etapa entra en escena el meteorólogo Juan Rivera, del Conicet Mendoza. “Tenemos más de 50 estaciones de GNSS (en Argentina) que nos podrían dar el vapor de agua cada una hora. Estos valores analizados sobre la región por especialistas junto a otras variables atmosféricas nos permitirían predecir el comportamiento del vapor y de futuras tormentas”, agrega Mackern.

Por supuesto, predecir las tormentas implica un desafío aún imposible, porque para ello hacen falta grandes series de datos acumulados, un volumen ausente porque esos registros comenzaron a guardarse hace pocos años: “Estamos tratando de ver cuánto nos permite anticipar un hecho. El vapor de agua que generan las tormentas de granizo acá (en Mendoza) viene mayoritariamente del sur-este de Brasil, del chaco formoseño, y como tenemos estaciones por esa zona podemos ver qué está pasando. Los vientos en ocasiones trasladan el vapor de agua hasta nuestra región”.

Los investigadores se fijaron el objetivo de obtener esos valores en tiempo real, algo que hoy logran unas 2 semanas después, por lo cual no les sirve para predecir. “Pero hay un nuevo protocolo de comunicación, que se llama NTRIP (Networked Transport of RTCM via Internet Protocol), que permite calcular las coordenadas del posicionamiento y el retardo troposférico a tiempo real, aunque no tiene la misma precisión que el método convencional. Este año nos hemos abocado a realizar las estimaciones a tiempo real, con el objeto de determinar las precisiones del método y verificar qué nivel de anomalía podríamos detectar que nos indicasen la posibilidad de alguna tormenta próxima”.

El grupo de investigación está integrado por los siguientes docentes investigadores de la Facultad de Ingeniería de la UNCuyo, de la Universidad Juan Agustín Maza y del CONICET: Dra. María Laura Mateo, Ingenieras Agrimensoras María Fernanda Camisay y Paola Morichetti, Dr. Juan Rivera y Dra. María Virginia Mackern

Prensa UNCuyo
loliva@uncu.edu.ar.
Leonardo Oliva
Área de Divulgación científica


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