Los arquitectos del pronóstico atmosférico - por Andrés Yarce

Relación entre los aportes de William (Vilhem) Bjerknes y Lewis Fry Richardson

La importancia de las contribuciones de estos dos personajes para el inicio de la modelación atmosférica es magnánima, fenomenal. Uno, Vilhem Bjerknes (14 March 1862 – 9 April 1951), introduciendo el marco determinista y físico de la predicción meteorológica, proponiendo las primeras ecuaciones primitivas y el otro, Lewis Fry Richardson (11 October 1881 – 30 September 1953), preparando el instrumental matemático que luego aplicará a la atmósfera integrándolo en el tiempo, en un primer ejercicio de predicción que, pese a su alta incertidumbre, logró el primer experimento de pronóstico, un día 20 de mayo de 1910.

Las primeras imágenes que se vienen a la cabeza son las redes de telegrafía que se crearon en Estados Unidos y Europa después de la invención del telégrafo en el año 1837 permitiendo la comunicación inmediata a largas distancias. Por ejemplo, en España se aprobaron por real decreto en 1860 y, en cada una de estas redes, la meteorología, una ciencia que se estaba consolidando, encontró su aliado estratégico.

Cada nodo de esta red de telégrafos, compuesto por un telegrafista, había acordado un código para transmitir entre los nodos la información del estado actual de la atmósfera. Se estableció que con un número determinado de variables de estado es posible describir el espacio de estas y al ser compartidas y estudiadas podría ser posible predecir el avance en el tiempo. Es decir, que todos estos telegrafistas se habían puesto de acuerdo en comunicarse la temperatura, humedad, presión y un grupo de otras variables meteorológicas a unas horas precisas. Ese hecho, de que se conociera en largas distancias, casi a tiempo real esta información, abrió un mundo de nuevas posibilidades.

La labor de pronóstico de las condiciones de la atmósfera era entonces más una labor de reconocimiento de patrones, intuición y similitud con patrones históricos, lo que permitía tomar decisiones pensando en situaciones próximas que podrían pasar. Una conexión actual, análoga a ese compartir de información local sobre el tiempo por medio de una red, es el uso de emojis que representan un lugar en especial lo que permite ver esa información de una manera georeferenciada (TweeteoFrance, EmojiWeatherCA). Algunos de estos son una traducción de los datos de modelos o sensores a un emoji como una percepción reportada desde algún lugar por alguna persona.

De una manera intuitiva, mezclando predicción con experiencias de similitudes con estados pasados similares, se propusieron las isobaras de presión o campos de frentes de la atmósfera. Este sistema se acuñó como prognosis y la escuela de Bergen, desde el trabajo que padre e hijo Bjerknes promovieron, se popularizó. Si bien la incertidumbre que se manejaba con estas metodologías iniciales de pronóstico era muy alta y hacía difícil de convencer a las masas de su utilidad, en Noruega se comenzaron a dar los beneficios económicos en la industria pesquera y la emergente industria de la aviación.

Por otro lado, un cuáquero pacifista en el Reino Unido, un hippie de avanzada por sus posturas antimilitaristas, un visionario como Lewis Fry Richardson, tuvo que llegar a proponer una metodología para calcular el conjunto de estados futuros de la atmósfera. En sus modelos soñadores, Lewis visionaba una fábrica de cómputo humana compuesta por 64.000 personas, unidades de cómputo, cada una encargada de una zona del globo dedicada al cómputo y cálculo constante de ecuaciones de estado dependientes del tiempo y de la información que sus vecinos laterales le brindaban para predecir las condiciones próximas de la atmósfera.

Si bien las técnicas matemáticas que Bjerknes buscaba fueron utilizadas por primera vez durante la Primera Guerra Mundial por Lewis Fry Richardson, la tecnología necesaria para aplicar estas técnicas no apareció hasta la década de 1940 en los albores de la computación. Actualmente los modelos de meteorología son usados en tiempo real en miles de servidores a nivel mundial para predecir con diferentes grados de precisión el estado del clima futuro y son la base de otros modelos como por ejemplo aquellos que calculan la química de transporte para calcular las concentraciones de los contaminantes que son emitidos, viajan y se depositan.

Imagen generada con Inteligencia artificial basada en la representación de la fabrica del clima de LFR. (Link)

Referencias

• Friedman, R. M. (2019). Appropriating the weather: Vilhelm Bjerknes and the construction of a modern meteorology. Cornell University Press.
• Gleditsch, N. P. (Ed.). (2020). Lewis Fry Richardson: His intellectual legacy and influence in the social sciences (p. 1). Cham: Springer International Publishing.