CIENCIA Y TECNOLOGÍA

También los meteorólogos miran las estrellas… mientras esperan la lluvia

Puede sorprender que entre el personal del Observatorio Vaticano dedicado a la investigación haya también un meteorólogo, pero así es: se trata del padre C. Bayu Risanto, S.I. Y no es el primero.

De hecho, el primer director del Observatorio Vaticano, el padre Francesco Denza, de la Orden de los Barnabitas, era a su vez meteorólogo. Antes de ser nombrado director del Observatorio Vaticano, fundó el observatorio meteorológico de Moncalieri y la Sociedad Meteorológica Italiana. Además, las «Directrices para la Specola Vaticana», aprobadas por León XIII en julio de 1890, con vistas a la fundación oficial del Observatorio en 1891, establecían que una de las cinco principales áreas de investigación de la institución sería la meteorología.

En el pasado, el estudio de la meteorología en los observatorios astronómicos era algo común. El padre Angelo Secchi, por ejemplo, pionero de la astrofísica, fue conocido por su «meteorógrafo», cuyo observatorio, construido sobre la iglesia de S. Ignacio en Roma con el apoyo financiero de Pío IX, fue un precursor del Observatorio Vaticano. Aquella estación meteorológica mecánica, desarrollada en la década de 1850, era capaz de «registrar simultáneamente todos los fenómenos atmosféricos con indicaciones gráficas continuas y recíprocamente comparadas».

Hoy en día, los estudios de los meteorólogos sobre la atmósfera de la Tierra, ofrecen enseñanzas aplicables a las atmósferas planetarias en general, así como los estudios sobre el astro más cercano, el Sol, proporcionan indicaciones útiles para la comprensión de las estrellas.

Instalación de una antena GPS en el sitio de la estación meteorológica automatizada al este de Tombstone, en Arizona. Fotografía de David K. Adams.

Sin duda, la gente está más familiarizada con los meteorólogos que con los astrónomos. En nuestros tiempos, las previsiones meteorológicas son indispensables. Se consultan para todo: desde la gestión de las actividades personales cotidianas hasta el transporte de mercancías a través de los océanos, desde la planificación de las rutas de los vuelos comerciales hasta la administración de las compañías de seguros. Las previsiones meteorológicas modernas se basan en ecuaciones de dinámica física (de fluidos) que modelizan la atmósfera terrestre y constituyen la base de los modelos meteorológicos. La naturaleza de las atmósferas planetarias hace que estas ecuaciones sean extremadamente sensibles a pequeñas variaciones en los datos de entrada y requieran cálculos repetidos para producir una previsión fiable. Solo con la llegada de los ordenadores modernos, en la década de 1950, este tipo de previsión pudo realizar verdaderos avances, desplazando el método analógico anterior, en el cual el pronosticador comparaba las observaciones del presente con patrones meteorológicos del pasado para anticipar la evolución del tiempo.

Una parte del trabajo del padre Risanto se centra en la asimilación de datos, orientada a mejorar el rendimiento de los modelos meteorológicos. Estos necesitan datos de entrada relativos a determinados procesos microfísicos, como las variaciones en la cantidad de vapor de agua presente en la atmósfera o la colisión y coalescencia de las gotas de agua en las nubes. Sin embargo, sobre estos aspectos los meteorólogos aún no disponen de una comprensión plenamente satisfactoria. Para limitar las consecuencias de tales incertidumbres, actualizan con regularidad algunas variables del modelo (como el vapor de agua) mediante la introducción de nuevos datos, con el fin de corregir su evolución y reducir los errores de previsión. Este procedimiento se conoce precisamente como «asimilación de datos».

Precipitaciones observadas (izquierda), precipitaciones previstas con asimilación de datos (DA) (centro) y precipitaciones previstas sin asimilación de datos (derecha) en el territorio de Arizona. Nótese que el modelo acoplado con la asimilación de datos mejora la previsión de las precipitaciones. En ausencia de asimilación de datos, el modelo prevé precipitaciones muy escasas. (De un trabajo de Risanto et al. actualmente sometido a revisión por pares).

En 2023, el padre Risanto y un grupo de otros meteorólogos publicaron el artículo «On the Collective Importance of Model Physics and Data Assimilation on Mesoscale Convective System and Precipitation Forecasts over Complex Terrain» en la revista Monthly Weather Review. Más recientemente, su grupo presentó la contribución «Impacts of Assimilating GPS-PWV in Convective-permitting Model on Forecasting Monsoon Precipitation over Arizona Complex Terrain» en la Asamblea General 2025 de la European Geosciences Union (EGU).

El trabajo discutido en la EGU ilustraba una colaboración entre la Universidad de Arizona y el U.S. National Center for Atmospheric Research: una minicampaña de campo para la observación de la humedad atmosférica, llevada a cabo en 2021 mediante antenas del Global Positioning System (GPS) instaladas en treinta y un sitios distribuidos en Arizona (Estados Unidos) durante el verano, es decir, la estación monzónica (figura 1). El grupo de Risanto logró mejorar de manera significativa las previsiones, como puede observarse en la figura 2. Actualmente se ha propuesto avanzar aún más aprovechando una mayor cantidad de datos para asimilar: entran en escena los datos de humedad registrados mediante un instrumento denominado MicroPulse Differential Absorption Lidar, que se suman a los proporcionados por GPS.

De este modo, el Observatorio Vaticano contribuye a perfeccionar una herramienta científica indispensable en la época de León XIV, honrando al mismo tiempo su misión histórica tal como fue delineada por León XIII.

 

Christoforus Bayu Risanto - Christopher M. Graney
Christoforus Bayu Risanto es miembro del equipo de investigación del Observatorio Vaticano. Christopher M. Graney es un académico adjunto de la Specola Vaticana.

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