El 18 de noviembre 2017, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) y la NASA lanzaron el Sistema de Satélites Polares Conjuntos, el primero de una serie avanzada de satélites meteorológicos en órbita polar.

El nuevo satélite, llamado NOAA-20 después de su lanzamiento, continúa el legado de proporcionar a los científicos y ciudadanos de todo el mundo acceso gratuito a los datos meteorológicos que recopila, sin restricciones ni cifrado.

Por décadas, la comunidad mundial de satélites meteorológicos ha operado bajo una política de libre intercambio de datos. Representa una filosofía y un modelo de cooperación promovido por primera vez por los Estados Unidos y adoptado por agencias de satélites globales. que perduran independientemente de la persuasión política o nacional.

También es un legado y una filosofía con raíces que se remontan a décadas hasta el Centro de Ingeniería y Ciencia Espacial de la Universidad de Wisconsin-Madison y el Instituto Cooperativo de Estudios de Satélites Meteorológicos.

"En SSEC y CIMSS estamos muy orgullosos de nuestra parte en el establecimiento y la promoción de este enfoque de la comunidad mundial para comprender y pronosticar mejor el tiempo y el clima, "dice el científico de SSEC Liam Gumley.

Mejor pronóstico con NOAA-20

A principios de la década de 1980, Los científicos de SSEC desarrollaron algunas de las primeras herramientas de software para procesar datos de instrumentos de la primera serie de satélites en órbita polar de la NOAA conocida como TIROS.

Hoy dia, Gumley se especializa en recibir y procesar datos de satélites como NOAA-20 para que los usen todos, desde otros investigadores y meteorólogos hasta el público en general.

El satélite NOAA-20 fue diseñado para dar la vuelta al planeta 14 veces al día. Desde su órbita baja a poco más de 500 millas sobre la Tierra, recopila datos de alta resolución en franjas consecutivas para construir una imagen del planeta dos veces al día.

El satélite se une a su predecesor, Suomi NPP (llamado así por el fundador de SSEC, el difunto profesor Verner Suomi), así como satélites operados por otros países, en la realización de importantes mediciones del medio ambiente de la Tierra, formando la columna vertebral del sistema de observación global al brindar información detallada sobre el estado de la atmósfera del planeta, tierra y océanos.

Gumley y su equipo, otros científicos de SSEC, y los científicos de todo el mundo están utilizando los datos de NOAA-20 de tres formas distintas:para mejorar los pronósticos; para ayudar en la toma de decisiones en tiempo real; y analizar los procesos ambientales globales durante períodos de tiempo más prolongados.

Mejorar los pronósticos es fundamental para científicos como Gumley, quien nota que mientras los globos meteorológicos, aeronave, Los instrumentos terrestres y otras fuentes proporcionan datos que se incorporan a los modelos de predicción meteorológica. "con mucho, la fuente de datos más importante son los datos de satélite, " él dice.

Los datos de estos satélites, todos los cuales tienen sensores infrarrojos y de microondas a bordo, son cruciales para la predicción numérica del tiempo (NWP) en el corazón de la predicción de EE. UU. que aprovecha el poder de las computadoras para ejecutar algoritmos que procesan cantidades masivas de datos satelitales.

Hacer accesibles los datos satelitales

Los datos de todos los satélites ambientales geoestacionarios y en órbita polar de los Estados Unidos se almacenan en el archivo CLASS de la NOAA (Sistema Integral de Administración de Grandes Arreglos de Datos) dentro de las 10 horas posteriores a la recopilación. Cualquiera puede visitar CLASS y descargar estos datos.

Sin embargo, Aquellos con interés o necesidad de obtener los datos antes, como las agencias meteorológicas con fines de pronóstico, pueden instalar una antena y hardware específico para recibir datos en tiempo real. directamente desde el satélite. A los pocos minutos de la digitalización en el satélite, estos datos de transmisión directa se transmiten a los receptores siguientes.

Países en desarrollo, donde adquirir y hacer funcionar el equipo adecuado para recibir y procesar directamente los datos puede tener un costo prohibitivo, Gumley dice que por menos de $ 1, 000 pueden comprar una pequeña antena o una computadora para recibir retransmisiones de otra fuente.

Para NOAA-20, la agencia europea de satélites EUMETSAT o NOAA puede recibir y procesar los datos, vincularlo a un satélite de telecomunicaciones, y luego transmítalo hacia abajo en una señal similar a la de una televisión digital.

La retransmisión no se realiza directamente en SSEC, Gumley dice:pero el centro ayuda a EUMETSAT con algunos de los datos para retransmitirlos por Europa como parte de un sistema llamado EUMETCast.

"Es gratificante ver que todo el dinero, La experiencia y el arduo trabajo que se dedica a la construcción de estos sistemas dan como resultado algo que se comparte para el bien mundial, "Dice Gumley.

Conectando a los tomadores de decisiones con datos satelitales

Los datos de satélites como NOAA-20 también juegan un papel clave en la toma de decisiones, especialmente cuando el tiempo es esencial. Los científicos como Gumley son fundamentales para ese esfuerzo.

Los servicios de datos por satélite de SSEC ingieren y archivan datos diarios de numerosos satélites. Con acceso casi inmediato, Gumley y sus colegas pueden ver y analizar flujos de datos e imágenes satelitales en 15 minutos o menos.

De hecho, su equipo desarrolló un conjunto de software llamado Community Satellite Processing Package (CSPP) que se puede descargar del sitio web del programa, sin costo ni restricción, destinado a apoyar el proceso de toma de decisiones en los EE. UU. y hacerlo más económico para otros países.

Como parte de un esfuerzo comunitario, SSEC y los sitios asociados han desarrollado productos CSPP que convierten las señales digitales de los satélites en información utilizable. Los productos se pueden utilizar para detectar incendios, obtener información sobre la temperatura y el vapor de agua, evaluar la vegetación y más. Los datos pueden ayudar en el pronóstico del tiempo y la respuesta a desastres.

La inmediatez que brinda a los usuarios, como el Servicio Meteorológico Nacional de la NOAA, les permite evaluar rápidamente situaciones que podrían afectar la seguridad pública. Por ejemplo, la Banda VIIRS Día / Noche en NOAA-20 puede detectar niebla nocturna en valles. Si la niebla de bajo nivel cubre una interestatal muy transitada, Los pronosticadores pueden informar rápidamente a la patrulla de carreteras del estado u otras agencias relevantes para alertar a los conductores de la disminución de la visibilidad.

O, señala Gumley, "los incendios se pueden detectar a partir de imágenes de satélite, también. Si vemos un incendio en una determinada latitud y longitud, podemos notificar a las agencias de protección contra incendios para que puedan enviar personal ".

Los investigadores también están utilizando estos datos para estudiar los procesos globales durante un período prolongado (20-30 años) para determinar las tendencias climáticas. Por ejemplo, Los científicos ya han determinado que las nubes son una variable importante en el presupuesto de radiación global. Para hoy, dice Gumley, la pregunta es:"¿Estamos viendo nubes más o menos altas como resultado del cambio climático?"

NOAA-20 continuará estos y otros tipos de observaciones recopiladas y archivadas de generaciones anteriores de satélites durante los últimos 25 años, lo que hace que la identificación de tendencias sea más confiable.

Adicionalmente, El grupo de Gumley es parte del equipo de tierra encargado de caracterizar los datos de NOAA-20 por su integridad, validez, precisión y coherencia. A partir de tres días después del lanzamiento, y cuando los sensores a bordo de la nave espacial se encendieron, su equipo ha trabajado con la NASA y la NOAA para garantizar la integridad de varios terabytes de datos cada día.

"Ahora que NOAA ha dado el visto bueno, "dice Gumley, "lo estamos suministrando a los centros de PNT para que puedan comenzar a evaluar los datos de NOAA-20, también."

Rastreando hasta Suomi NPP y extendiéndose hasta NOAA-20, SSEC también continúa participando en un contrato con la NASA para crear productos atmosféricos que respalden el estudio climático a largo plazo. llamados Sistemas de procesamiento dirigidos por investigadores científicos (SIPS). Es el único de los seis grupos involucrados en el desarrollo de SIPS que tiene su sede fuera de la NASA.

Para Gumley, es gratificante trabajar dentro de una colaboración global donde, a pesar de los diferentes entornos y ubicaciones, todos reciben los mismos datos y están interesados ​​en utilizarlos para mejorar los pronósticos y estudiar las condiciones ambientales.

"No es solo EE. UU., pero por su ejemplo, participan todos los principales operadores de satélites, " él dice.