Hoy dia, la mayor parte de la población mundial vive en ciudades, y una fracción significativa (casi el 40 por ciento) vive a unas 30 millas de la costa. Predecir los patrones climáticos locales y los microclimas en estas áreas densamente pobladas es clave para gestionar eficazmente los recursos energéticos. monitorear la calidad del aire, desarrollar una infraestructura de transporte resistente, prepararse para desastres naturales y emergencias, y garantizar la seguridad nacional.

Sin embargo, por sus características únicas, Las zonas urbanas y costeras desarrolladas se encuentran entre los lugares más difíciles de pronosticar con precisión las condiciones atmosféricas. Las ciudades suelen ser más cálidas que sus alrededores rurales o suburbanos porque están hechas de materiales que absorben el calor como el hormigón y el acero. y generan una cantidad significativa de calor residual como resultado del uso de energía industrial. Los edificios altos redirigen el flujo de aire, alteración de la velocidad y dirección del viento. Empujando caliente aire húmedo de la superficie en el aire más frío de arriba, los rascacielos pueden promover la formación de nubes de lluvia. Debido a estos y otros factores, las áreas urbanas son vulnerables a tormentas eléctricas severas, hielo y nieve pesados, olas de calor y frio, y otros fenómenos meteorológicos extremos que plantean riesgos para la salud y la seguridad humanas. Por ejemplo, Las inundaciones relacionadas con las tormentas, exacerbadas por el aumento del nivel del mar en las ciudades costeras, podrían forzar el cierre de las estaciones de metro. carreteras, y otros modos de transporte.

"A pesar de su importancia en el siglo XXI, el sistema urbano-humano-medioambiental es muy poco conocido, "dijo Pavlos Kollias, un científico atmosférico en el Departamento de Ciencias Ambientales y Climáticas del Laboratorio Nacional Brookhaven del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE), profesor de la Facultad de Ciencias Marinas y Atmosféricas (SoMAS) de la Universidad Stony Brook (SBU), y profesor adjunto en el Departamento de Ciencias Atmosféricas y Oceánicas de la Universidad McGill. "Los actuales sistemas de alerta y vigilancia atmosférica no son suficientes para predecir el microclima urbano. Los avances en las redes distribuidas de teledetección, modelos meteorológicos numéricos, y la informática de alto rendimiento es necesaria para mejorar las capacidades de pronóstico del tiempo local ".

En 2017, Brookhaven Lab estableció el Center for Multiscale Applied Sensing (CMAS) para acelerar la investigación basada en datos para desarrollar sistemas de predicción meteorológica más confiables para ciudades y otros puntos críticos de energía. Este centro multidisciplinario reúne la experiencia líder mundial en tecnologías de sensores atmosféricos y modelado meteorológico de alta resolución del Departamento de Ciencias Ambientales y Climáticas de Brookhaven Lab y la Iniciativa de Ciencia Computacional y SoMAS de SBU. Los científicos de CMAS están definiendo parámetros atmosféricos clave para incorporarlos en modelos de sistemas urbanos en varias escalas, desde el nivel de la calle hasta el vecindario, ciudad, y regionales, y las mediciones atmosféricas necesarias para inicializar y validar estos modelos.

En septiembre de 2018, Brookhaven Lab implementó un nuevo laboratorio móvil basado en camiones como parte de las capacidades de observación de CMAS. Este laboratorio móvil está equipado con varios sensores de última generación para medir vientos, precipitación, calidad del aire, y otras variables atmosféricas. Durante los próximos años, el camión viajará a varias áreas urbanas y costeras a lo largo de la megalópolis del noreste, el área que se extiende desde Boston hasta Washington, DC:para recopilar datos atmosféricos en apoyo de estudios de dispersión urbana y eólicos marinos.

"Los datos atmosféricos recopilados por el camión de investigación mejorarán nuestra comprensión de las complejas interacciones entre los seres humanos y los entornos urbanos y cómo tales interacciones afectan el microclima de esos entornos, ", dijo Kollias." El laboratorio móvil traerá capacidades de medición a áreas con accesibilidad limitada, y los datos obtenidos sobre los procesos atmosféricos urbanos apoyarán el desarrollo de modelos predictivos a todas las escalas ".