A medida que el clima mundial sigue cambiando y los fenómenos meteorológicos extremos amenazan cada vez más a las regiones de todo el mundo, La previsión meteorológica precisa es cada vez más importante.

En un nuevo estudio publicado en Informes científicos , un equipo de investigación dirigido por el Instituto de Ciencias Industriales, la Universidad de Tokio, informa que la precisión del pronóstico del tiempo puede mejorarse en varios puntos porcentuales si las observaciones satelitales de las composiciones de isótopos de vapor de agua se incorporan en un modelo de circulación general.

Los diferentes isótopos de hidrógeno y oxígeno hacen que las moléculas de agua individuales sean más pesadas o más ligeras, y los procesos climáticos como la evaporación y la precipitación influyen en la distribución de estos isótopos. Estos isótopos tienen el potencial de revelar el sistema meteorológico, pero en general se han descuidado en los modelos meteorológicos debido a la relativa escasez de datos isotópicos en comparación con las mediciones meteorológicas convencionales, como la temperatura y la velocidad del viento. Sin embargo, Los avances en la tecnología satelital han hecho posible colmar este vacío y mejorar la capacidad de pronóstico.

Para este estudio, los investigadores utilizaron datos de isótopos de vapor de agua del interferómetro de sondeo atmosférico infrarrojo (IASI), un espectrómetro satelital que observa datos de vapor de agua en la troposfera media entre 60 ° S y 60 ° N dos veces al día. Se utilizaron mediciones desde una altitud de 4,5 km porque esta altitud era donde las mediciones de isótopos eran más fiables.

"Se utilizó un filtro de Kalman de transformación de conjunto local para asimilar los datos de IASI en el modelo de pronóstico", explica el primer autor del estudio, Masataka Tada. "Casi 230, En los experimentos de asimilación se utilizaron 000 puntos de datos medidos durante abril de 2013. Usamos el modelo espectral global incorporado a isótopos (IsoGSM) como modelo de pronóstico ".

Se llevaron a cabo experimentos para determinar cómo la incorporación de estos datos isotópicos afectaba el modelado de otras variables meteorológicas tanto a escala global como local. El experimento global mostró una habilidad de modelo mejorada, especialmente en las latitudes medias y en el hemisferio norte. La mayoría de las variables meteorológicas mostraron un modelado mejorado, especialmente la temperatura del aire y la humedad específica.

Para probar el modelo en un entorno local, los investigadores investigaron un evento de baja presión sobre Japón que ocurrió en abril, 2013. Con los datos de isótopos de vapor de agua incluidos, el modelo pudo simular mejor el patrón de presión general de este evento.

El autor para correspondencia Kei Yoshimura dice:"El nuestro es el primer estudio que asimila observaciones satelitales reales de isótopos de vapor de agua con un modelo de circulación general y examina los efectos en el modelado de la dinámica local y global. Con las mejoras que observamos, y con la creciente disponibilidad de mediciones de isótopos por satélite, esperamos más mejoras en el pronóstico del tiempo en el futuro basadas en datos de isótopos ".