Los surfistas no son las únicas personas que intentan atrapar olas grandes. Los científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del Departamento de Energía (Berkeley Lab) están tratando de hacerlo, también, al menos en los pronósticos de clima de olas.

Utilizando décadas de datos climáticos globales generados con una resolución espacial de unos 25 kilómetros cuadrados, los investigadores pudieron capturar la formación de ciclones tropicales, también conocidos como huracanes y tifones, y las olas extremas que generan. Esos mismos modelos, cuando se ejecuta a resoluciones de unos 100 kilómetros, Perdí los ciclones tropicales y las grandes olas de hasta 30 metros de altura.

Sus hallazgos, publicado en la edición del 16 de febrero de Cartas de investigación geofísica , demostrar la importancia de ejecutar modelos climáticos a mayor resolución. Mejores predicciones de la frecuencia con la que golpearán las olas extremas son importantes para las ciudades costeras, el militar, e industrias que dependen del transporte marítimo y las plataformas petrolíferas en alta mar. Y, por supuesto, para surfistas.

"Es bien sabido que para estudiar los ciclones tropicales mediante simulaciones, los modelos deben ejecutarse en alta resolución, ", dijo el autor principal del estudio y becario postdoctoral Ben Timmermans." La mayoría de los modelos existentes utilizados para estudiar el clima global se ejecutan con resoluciones que son insuficientes para predecir ciclones tropicales. Las simulaciones de nuestro estudio son los primeros conjuntos de datos globales de larga duración que utilizan una resolución de 25 kilómetros. También es la primera vez que un estudio ha examinado específicamente el impacto del aumento de la resolución de las olas del océano a una escala climatológica global ".

Los otros autores de este estudio son Dáith Stone, Michael Wehner, y Harinarayan Krishnan. Todos los autores son científicos de la División de Investigación Computacional (CRD) de Berkeley Lab.

Acercándonos para detectar huracanes

Los modelos climáticos funcionan simulando el intercambio de aire, agua, y energía entre las "cajas" de la red. En los modelos climáticos de vanguardia de hoy, estas cajas suelen tener de 100 a 200 kilómetros de ancho. Ese nivel de detalle es lo suficientemente bueno para captar la formación y el movimiento de las tormentas de latitudes medias, los investigadores dijeron, porque tales sistemas tienden a ser bastante grandes.

A diferencia de, Los ciclones tropicales tienden a cubrir un área más pequeña. Si bien la huella general de un huracán puede ser amplia, el ojo de un huracán puede ser muy compacto y bien definido, anotaron los investigadores.

"El problema con esa resolución de 100 kilómetros es que se pierden detalles clave de los huracanes y ciclones tropicales, que son claramente relevantes para la generación de olas extremas, ", dijo Stone." Pero ir a un conjunto de datos de resolución de 25 kilómetros es un desafío computacional. Requiere 64 veces más recursos computacionales que una simulación de 100 kilómetros ".

El estudio se basó en el poder de procesamiento de datos del Centro Nacional de Computación Científica de Investigación Energética (NERSC), una instalación para usuarios de computación científica financiada por la Oficina de Ciencias del DOE y con sede en Berkeley Lab.

Los investigadores ejecutaron el modelo climático Community Atmosphere Model versión 5 (CAM5) con datos recopilados en incrementos de tres horas a una resolución baja de 100 kilómetros y a una resolución alta de 25? Kilómetros. Descubrieron que las simulaciones de alta resolución incluían ciclones tropicales donde las de baja resolución no.

Procesamiento de datos para atrapar grandes olas

Para ver si los ciclones afectaron a las olas, luego ejecutaron modelos de ondas globales en ambas resoluciones. Vieron ondas extremas en el modelo de alta resolución que no aparecieron en los de baja resolución.

"Los huracanes son difíciles de modelar, ", dijo Stone." Hemos demostrado la importancia de utilizar un conjunto de datos de alta resolución para producir huracanes. Pero las características de los huracanes podrían cambiar con el clima. La gente está haciendo proyecciones de cambios en las olas del océano en un futuro, mundo más cálido. No está claro si la resolución de 25 kilómetros es suficiente para capturar todos los procesos involucrados en el desarrollo de un huracán. Pero sabemos que es mejor que 100 kilómetros ".

Si bien están en camino simulaciones adicionales de alta resolución del futuro, los investigadores pudieron echar un primer vistazo a las posibles condiciones a finales del siglo XXI. Wehner señaló que se proyecta que las olas más grandes en Hawái serán sustancialmente más grandes en un mundo futuro mucho más cálido.

Los investigadores agregaron que este estudio solo analizó los promedios de las olas generadas por el viento. Las ondas "rebeldes" o "anormales" únicas no se pueden reproducir en este tipo de modelos, y las olas grandes como los tsunamis son muy diferentes ya que son causadas por la actividad sismológica, no el viento.

Los datos de este estudio estarán disponibles gratuitamente para su uso por la comunidad científica en general.

"De la misma manera que los patrones climáticos son parte del clima, Los patrones de las olas del océano también son parte del clima de 'olas', ", dijo Timmermans." Las olas del océano son relevantes para la interacción entre el océano y la atmósfera, que afecta al clima del planeta en su conjunto ".