Distribución media de la humedad del suelo para junio, Julio y agosto de 2017. La media se calculó a partir de la humedad del suelo basada en franjas generada por la "red neuronal" en tiempo casi real en ECMWF. Crédito:ECMWF
Al 11 de junio de 2019, las mediciones de la misión SMOS de la ESA se están integrando completamente en el sistema de pronóstico del ECMWF, permitiendo una descripción más precisa del contenido de agua en el suelo.
Desde su lanzamiento en 2009, La misión Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) de la ESA ha estado proporcionando observaciones globales de las emisiones de la superficie de la Tierra, particularmente la humedad del suelo y la salinidad del océano, dos variables importantes en el ciclo del agua.
Las previsiones meteorológicas precisas son fundamentales para las actividades comerciales y de ocio. El Centro Europeo de Previsiones Meteorológicas a Medio Plazo (ECMWF) es la agencia líder en proporcionar previsiones meteorológicas globales precisas. Su Sistema Integrado de Pronósticos (IFS), un gigantesco modelo numérico de predicción del tiempo, proporciona predicciones meteorológicas las 24 horas del día, siete días a la semana.
Patricia de Rosnay, el líder del equipo de asimilación acoplada en ECMWF comenta que, "Al utilizar las mediciones SMOS en nuestro sistema de pronóstico operativo, obtenemos una mejor descripción de la distribución espacial del agua en el suelo.
"Estas son medidas importantes para comprender las complejas interacciones entre la superficie terrestre y la atmósfera, lo cual es crucial para nuestro sistema de pronóstico ".
El clima es un proceso complejo y una buena predicción depende en gran medida del conocimiento de la atmósfera terrestre proporcionado a través de una variedad de observaciones de satélites. datos in situ, globos boyas y otros sistemas de observación.
Los gráficos muestran la diferencia de error normalizado de las temperaturas del aire de 2 m entre los sistemas de pronóstico nuevo y antiguo, donde los valores negativos indican una reducción del error debido al uso de datos SMOS. En verano de 2017, un impacto positivo es estadísticamente significativo para el hemisferio norte, como se ve en el gráfico de la derecha. Crédito:ECMWF
Estos datos deben estar disponibles rápidamente para que sean beneficiosos para las predicciones. La producción de mediciones geofísicas de humedad del suelo toma alrededor de ocho horas después de la detección.
Una técnica inteligente que se utiliza para acelerar la producción de estos datos es el aprendizaje automático, por ejemplo, utilizando una red neuronal artificial, que calcula los valores de la humedad del suelo del satélite en cuestión de segundos. Fue adaptado por CESBIO y LERMA para generar la información necesaria para los pronósticos operativos.
"Las técnicas de aprendizaje automático son eficientes desde el punto de vista computacional y son herramientas muy rápidas para procesar grandes conjuntos de datos rápidamente. El uso de redes neuronales fue la clave para la integración de las mediciones SMOS a tiempo para el pronóstico del tiempo, "dice Nemesio Rodríguez-Fernández de CESBIO, y quién diseñó y entrenó la red neuronal antes de la integración operativa realizada por ECMWF.
El uso de mediciones de un satélite explorador de la Tierra en operaciones 24 horas al día, 7 días a la semana es un logro importante. Hasta aquí, sólo se utilizan mediciones SMOS sobre tierra para respaldar los pronósticos meteorológicos generales. Teniendo en cuenta que SMOS proporciona información en todas las condiciones climáticas, SMOS también ofrece nueva información para rastrear huracanes y medir el hielo marino delgado.
SMOS puede ayudar potencialmente en el futuro para el Servicio de Gestión y Emergencias de Copernicus (CEMS), específicamente para la investigación y el desarrollo relacionados con el Sistema Europeo de Información sobre Incendios Forestales, Las mediciones SMOS se pueden utilizar para identificar el potencial de ignición, el combustible disponible para quemar, y la modulación de las emisiones de incendios. Para la predicción de inundaciones dentro del Sistema Europeo de Alerta de Inundaciones (EFAS), SMOS se puede utilizar para evaluar la susceptibilidad a las inundaciones. Crédito:ECMWF
En el futuro, la información proporcionada por SMOS sobre los océanos y las regiones polares también se puede utilizar en combinación con los modelos del sistema terrestre y los sistemas de asimilación de datos.
Científico de la misión SMOS de la ESA, Matthias Drusch, dijo, "La integración de las mediciones SMOS en el sistema de pronóstico de ECMWF ha sido un esfuerzo importante que comenzó hace más de 15 años. Esta historia de éxito muestra cómo los modelos e incluso las aplicaciones operativas se benefician de las nuevas observaciones".
Hasta aquí, SMOS es el único satélite explorador de la Tierra que proporciona mediciones operativas para pronósticos meteorológicos globales de mediano alcance. En la actualidad, Los datos de la misión S Aeolus de la ESA se están probando en el ECMWF para que el sistema de pronóstico operativo se utilice en un futuro próximo.
