El ingeniero de la NASA, Manuel Vega, puede ver una de las torres de salto de esquí olímpico desde la azotea de la oficina meteorológica de Corea del Sur donde está estacionado. Vega no ve a los esquiadores tomar vuelo, preparándose para los Juegos Olímpicos y Paralímpicos de Invierno de PyeongChang 2018. En lugar de, está inspeccionando el radar del tamaño de una camioneta a su lado. El instrumento es uno de los 11 instrumentos de la NASA transportados especialmente a los Juegos Olímpicos para medir la cantidad y el tipo de nieve que cae en las pistas. pistas y halfpipes.

La NASA hará estas observaciones como una de las 20 agencias de once países de la República de Corea como participantes en un proyecto llamado Experimentos Colaborativos Internacionales para los Juegos Olímpicos y Paralímpicos de Invierno de PyeongChang 2018. o ICE-POP. Dirigido por la Administración Meteorológica de Corea, El equipo internacional tomará medidas de nieve desde el inicio de los Juegos Olímpicos el 9 de febrero hasta el final de los Juegos Paralímpicos el 18 de marzo.

Vega y el equipo internacional están estudiando qué tan bien los investigadores pueden medir la nieve desde el suelo y el espacio y proporcionar mejores datos para las predicciones de tormentas de nieve. El equipo de la NASA, junto con colegas estadounidenses de la Universidad Estatal de Colorado, el Centro Nacional de Investigaciones Atmosféricas, y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA), utilizará una colección de instrumentos de tierra, datos satelitales, y modelos meteorológicos para entregar informes detallados de las condiciones actuales de la nieve y probarán modelos experimentales de predicción. Las observaciones de la NASA y los pronósticos de nieve se realizarán en 16 puntos diferentes cerca de las sedes de los eventos olímpicos y luego se transmitirán a los funcionarios olímpicos para ayudarlos a tener en cuenta el clima que se aproxima.

"Los Juegos Olímpicos proporcionan un medio para probar algunos de nuestros métodos de observación y ayudar a desarrollar modelos de predicción en un entorno aplicado del mundo real y permitir que nuestras observaciones sean utilizadas por los pronosticadores y la gente de planificación olímpica también, "Dijo Vega.

A veces, el clima en esta parte del noreste de Corea del Sur no es muy diferente al de Greenbelt, Maryland, donde Vega trabaja en el Goddard Space Flight Center de la NASA. Pero Corea del Sur tiene extremos mucho más fríos. El área es más alta en elevación, más ventoso por las montañas, y también tiene un terreno muy diverso. En cuestión de horas, Vega podría viajar desde una zona de playa costera hasta montañas nevadas, al igual que una tormenta de nieve.

"Estamos interesados ​​en Corea del Sur porque podemos mejorar nuestra comprensión de la física de la nieve en áreas montañosas para ayudar a mejorar la precisión de nuestras observaciones y modelos". "dijo Walt Petersen, investigador científico físico en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA, Huntsville, Alabama. Petersen está a cargo de coordinar la ciencia e instrumentos terrestres de la NASA en el área de PyeongChang con la comunidad científica internacional ICE-POP.

Petersen dice que un gran productor de nieve para el área de PyeongChang es un sistema que él llama un "frente frío de puerta trasera". Grandes cúpulas de aire frío viajan sobre el Mar de Japón recogiendo humedad y energía y luego golpean a Corea del Sur en el lado noreste. El terreno en el lado este de la península de Corea cambia dramáticamente de la zona costera a las montañas. Con un cambio de terreno tan abrupto, El flujo de aire puede cambiar rápidamente y provocar grandes eventos de nieve cerca de PyeongChang, y eso es lo que el equipo espera para probar qué tan bien pueden observar y predecir las tormentas de nieve.

Seguimiento de la nieve en terreno complicado

El terreno diverso de Corea del Sur hace que este proyecto sea emocionante, aunque desafiante, esforzarse para que los científicos estudien los eventos de nieve. Los instrumentos terrestres proporcionan observaciones precisas de la nieve en superficies de fácil acceso, pero no en terrenos montañosos accidentados y de difícil acceso. Un satélite en el espacio tiene el punto de vista ideal, pero las mediciones espaciales son difíciles porque la nieve varía en tamaño, forma y contenido de agua. Esas variables significan que los copos de nieve no caerán a la misma velocidad, lo que dificulta estimar las tasas de nevadas. Los copos de nieve también tienen ángulos y "superficies" planas que dificultan la lectura de los radares de los satélites.

La solución es recopilar datos del espacio y del suelo y comparar las medidas. La NASA rastreará las tormentas de nieve desde el espacio utilizando la misión Global Precipitation Measurement, o GPM. El Observatorio Central de GPM, un satélite diseñado para estimar las tasas de lluvia y detectar la nieve que cae desde el espacio, es una misión conjunta entre la NASA y la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón, y coordina con otros doce satélites estadounidenses e internacionales para proporcionar mapas globales de precipitación cada 30 minutos.

El equipo complementará los datos espaciales con 11 instrumentos de la NASA que observarán el clima desde el suelo en PyeongChang. Estos instrumentos están contribuyendo a un grupo internacional más grande de mediciones tomadas por instrumentos de los otros participantes de ICE-POP:un total de 70 instrumentos desplegados en los Juegos Olímpicos. Algunos de los instrumentos de la NASA son generadores de imágenes de nieve que utilizan cámaras de alta velocidad y software avanzado para obtener imágenes de cada copo de nieve que cae en su área de visualización. útil para contar los copos de nieve y determinar cuánta agua cae en ese momento.

Otro instrumento terrestre es el de frecuencia dual de la NASA, Polarizado dual, Sistema de radar Doppler (D3R) que fue elevado por una grúa al techo de la Oficina Meteorológica Regional de DaeGwallyeong para medir la cantidad y los tipos de nieve que cae, como aguanieve o nieve ligera y esponjosa. El radar opera en longitudes de onda muy similares a las que se utilizan a bordo del Observatorio GPM Core para proporcionar observaciones de nieve similares pero desde un punto de vista diferente.

Mejora de los modelos de pronóstico del tiempo

Los datos ayudarán a informar a los oficiales olímpicos sobre las condiciones climáticas actuales, y también se incorporará a la segunda etapa de la investigación de la NASA:mejorar los modelos de pronóstico del tiempo. El Centro de Transición e Investigación de Predicciones a Corto Plazo (SPoRT) de NASA Marshall se está asociando con NASA Goddard para utilizar un modelo avanzado de predicción meteorológica de la NASA para proporcionar pronósticos meteorológicos en intervalos de seis horas sobre puntos específicos en los terrenos olímpicos.

NASA SPoRT, que trabaja regularmente con el Servicio Meteorológico Nacional de EE. UU. en NOAA, diseñó específicamente el modelo ICE-POP con dos importantes mejoras. Primero, el modelo puede pintar mejor una imagen de de qué está hecha la nube, y puede proporcionar detalles específicos sobre si la nube está produciendo lluvia o nieve.

Además, el ICE-POP incluye datos satelitales de la temperatura de la superficie del mar que rodea la península de Corea de los satélites Terra y Aqua de la NASA y el satélite Suomi-National Polar Orbiting Partnership de NASA / NOAA / Department of Defense, respectivamente. Los datos de temperatura de la superficie del mar muestran a los científicos cuánta energía está disponible y cuánta humedad podría evaporarse a la atmósfera y precipitarse en forma de nieve.

"Este modelo incluye una representación compleja de nubes en modelos atmosféricos para caracterizar mejor la lluvia, hielo, y contenido de nieve en las nubes. También incluye uno de los productos de temperatura de la superficie del mar de mayor resolución disponible en tiempo real, "dijo Brad Zavodsky, el director de proyectos de SPoRT en Marshall. "Estamos emocionados de ver qué tan bien funcionará este modelo de alta resolución".

NASA SPoRT utiliza esta información para proporcionar a los oficiales olímpicos pronósticos en tiempo real cada seis horas utilizando el modelo de pronóstico de investigación meteorológica unificada de la NASA (NU-WRF) basado en Goddard. El equipo SPoRT proporcionará cuatro pronósticos por día a la Administración Meteorológica de Corea, quienes observarán este modelo junto con todos los modelos de pronóstico en tiempo real en la campaña ICE-POP antes de transmitir información a los oficiales olímpicos. El NU-WRF es uno de los cinco modelos de pronóstico en tiempo real que se ejecutan en la campaña ICE-POP.

Cuando ejecutas estos modelos de diferentes agencias, puede ver cómo se comporta un modelo frente a otro. Aprende mucho sobre sus habilidades para predecir en un modelo de pronóstico y cómo mejorarlo. ", Dijo Zavodsky.

Para mejorar los modelos, Los científicos ejecutarán simultáneamente el modelo NU-WRF en el Laboratorio de Procesos de Mesoescala de Goddard y examinarán cómo el ajuste de ciertos parámetros en el modelo cambia la salida, especialmente para coincidir con las observaciones realizadas con instrumentos terrestres y espaciales.

"Si obtenemos un modelo mejorado, abre la posibilidad de utilizar el modelo para ayudar a mejorar los métodos basados ​​en satélites para estimar las nevadas, y más en general, mejora nuestra comprensión de las nubes, clima, y los ciclos del agua y la energía, Petersen dijo.

Para construir un mejor modelo, El escenario soñado de Petersen en Pyeongchang es que la misión GPM y los instrumentos terrestres obtengan simultáneamente una buena vista de algunas tormentas de nieve. Entonces tendrán suficiente información para comparar diferentes modelos de pronóstico y observaciones, con el objetivo de mejorar ambos enfoques para comprender y estimar las nevadas en las montañas.

En breve, Petersen espera lo que muchos atletas olímpicos quieren en PyeongChang:precipitación y perfección.