Estudian fenómenos atmosféricos con GPS

Durante la próxima estación del monzón de verano, en los meses de junio, julio y agosto, investigadores del Centro de Ciencias de la Atmósfera (CCA) de la UNAM, emprenderán una campaña en el noroeste mexicano para el estudio, con tecnología GPS, de algunos aspectos de este fenómeno que consiste en un cambio en la dirección de los vientos que soplan del sur hacia el norte.

El doctor David K. Adams, investigador del CCA informó que la campaña, que instrumentará con otros colegas del mismo instituto, consistirá en observaciones en 10 sitios ubicados en la Sierra Madre Oriental, una zona importante de formación de tormentas, para registrar cómo se propagan hasta el Golfo de California.

El estudio de estos fenómenos atmosféricos es importante porque las tormentas que se forman en esta zona proveen hasta el 80 por ciento de la precipitación pluvial en esa área del país que constantemente sufre de sequía.

¿Por qué con GPS?

Los sistemas de posicionamiento global, conocidos como GPS, son sistemas de navegación por satélite que permiten determinar con gran precisión la localización de un objeto en cualquier parte del planeta. El sistema fue desarrollado primero por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos; actualmente, Rusia y la Unión Europea cuentan con sistemas similares.

Entre los usos más extendidos del GPS se encuentra su integración con mapas para navegar y encontrar direcciones, rastrear vehículos robados o perdidos y recientemente se ha integrado en los teléfonos inteligentes en los que se utiliza para toda una gama de servicios basados en la localización, como conocer la ubicación de amigos y compartirla en redes sociales.

Otras aplicaciones menos conocidas son guiar misiles y proyectiles, la detección de detonaciones nucleares y su utilidad en las ciencias de la Tierra para el estudio de los sismos y los fenómenos atmosféricos.

Nuevo sistema de observación

En su ponencia, Meteorología GPS un nuevo sistema de observación para convección atmosférica, revisión de tiempo y clima en México, David Adams explicó que la atmósfera tiene un efecto en la señal de los satélites con los que funciona el sistema GPS.

El vapor de agua presente en la atmósfera, tiene un efecto de retardo de la señal del satélite 20 veces mayor que el impacto de de otros componentes secos del aire como el oxígeno o el dióxido de carbono.

Gracias a este efecto y fórmulas matemáticas, se puede calcular la cantidad total de vapor de agua que hay desde la superficie de la Tierra hasta el espacio donde se encuentran los satélites. Esto quiere decir que, mediante antenas GPS, los especialistas son capaces de hacer un seguimiento del vapor de agua que hay en la atmósfera y conocer el total de vapor de agua precipitable.

Lluvias y tormentas

El investigador, quien es doctor por la Universidad de Arizona, dijo que las antenas GPS ayudan a estudiar cómo se forman y cómo llegan a organizarse los cumulonimbus, nubes de gran desarrollo vertical que suelen producir lluvias intensas y tormentas eléctricas.

Estas nubes de tormenta se forman debido a la convección, que es la transferencia de calor que se da entre zonas con diferente temperatura mediante un fluido, en este caso masas de aire caliente y frío de la atmósfera. 

El equipo del doctor Adams busca registrar la influencia del vapor de agua en los eventos de convección que suceden en los trópicos durante la época del monzón. Para esto es importante la tecnología GPS, ya que los sistemas actuales no permiten  medir el vapor de agua con la frecuencia requerida y con suficiente resolución espacial.

El especialista ya ha trabajado en el pasado con redes de GPS para estudiar este tipo de fenómenos en la amazonia brasileña, concretamente en Manaos, donde se instaló una red de 21 estaciones GPS y también en Belem para estudiar la influencia de la brisa del mar en la convección y en la lluvia.

Otros proyectos

En México ya se han hecho anteriormente experimentos atmosféricos usando estaciones GPS, uno de ellos fue el North American Monsoon Experiment también llamado NAME, en 2004, un esfuerzo coordinado internacionalmente con el objetivo de comprender mejor la precipitación pluvial en Norteamérica y proveer información para hacer modelos numéricos más realistas.

Ya han pasado varios años desde que se hicieron las mediciones del experimento NAME y todavía hay muchos grupos de científicos trabajando con esa información y publicando sus resultados.

Por otro lado, de acuerdo con el doctor Adams, el Servicio Meteorológico Nacional se ha fijado la meta de instalar una red nacional con más de 100 estaciones GPS distribuidas en todo el país. Actualmente el proyecto se encuentra en el proceso de adquisición de las terminales GPS y se espera que su instalación comience este 2013, precisamente en el noroeste del país.