Un equipo dirigido por investigadores de la Universidad de Tokio ha creado un conjunto de datos de toda la atmósfera, lo que permite realizar nuevas investigaciones en regiones que antes eran difíciles de estudiar. El trabajo se ha publicado en Progress in Earth and Planetary Science .
Utilizando un nuevo sistema de asimilación de datos llamado JAGUAR-DAS , que combina modelos numéricos con datos observacionales, el equipo creó un conjunto de datos de casi 20 años de duración que abarca múltiples niveles de la atmósfera, desde el nivel del suelo hasta los bordes inferiores del espacio.
El estudio de las interacciones de estas capas en sentido vertical y en todo el globo podría mejorar la modelización climática y la previsión meteorológica estacional. También existe potencial para la investigación interdisciplinaria entre científicos atmosféricos y espaciales, para investigar la interacción entre el espacio y nuestra atmósfera y cómo nos afecta en la Tierra.
Quejarse del tiempo y de los meteorólogos cuando se equivocan es un pasatiempo popular para muchos. Pero el trabajo de un meteorólogo no es fácil. La atmósfera tiene múltiples capas, está interconectada y es compleja, y el cambio climático global está haciendo que sea aún más difícil pronosticar fenómenos meteorológicos extremos , tanto a largo plazo como repentinos .
Para ayudar a superar estos desafíos crecientes, los investigadores han creado un conjunto de datos de toda la atmósfera.
El período comprendido entre septiembre de 2004 y diciembre de 2023 abarca múltiples niveles de la atmósfera, desde el nivel del suelo hasta el borde inferior del espacio, a unos 110 kilómetros sobre la superficie de la Tierra.
La región que se encuentra entre los 50 y los 110 km (aunque los rangos exactos varían) es particularmente interesante, ya que es tan notoriamente difícil de estudiar que anteriormente se la había denominado «ignorosfera». Esta región es demasiado baja para los satélites y demasiado alta para que la observen los globos meteorológicos, lo que da como resultado una escasez de datos y, en consecuencia, de investigación.
Sin embargo, se trata de una zona fascinante, caracterizada por grandes mareas atmosféricas globales y ondas gravitacionales de pequeña escala que afectan al viento y la temperatura. También desempeña un papel importante en la intensidad del impacto de los fenómenos meteorológicos espaciales.
«El conjunto de datos JAWARA (JAGUAR-DAS Whole neutral Atmosphere Reanalysis) es una potente herramienta de investigación que, por primera vez, permite comprender cuantitativamente la circulación general atmosférica y la estructura jerárquica de ondas y vórtices en la capa mesosférica (que está por encima de la estratosfera y a unos 50-90 km sobre la superficie de la Tierra) y la capa termosférica inferior (a unos 90-110 km sobre la superficie de la Tierra) de la atmósfera, incluida la ignorosfera», explicó el profesor Kaoru Sato de la Universidad de Tokio.
«Si podemos comprender mejor estas capas, mejoraríamos nuestra capacidad de responder al cambio climático, ampliaríamos el plazo de entrega de los pronósticos estacionales y avanzaríamos en nuestra comprensión de los fenómenos meteorológicos espaciales».
El equipo desarrolló su nuevo sistema de asimilación de datos de alta velocidad JAGUAR-DAS como parte de un proyecto internacional dirigido por Sato.
El sistema integra datos de observación en un modelo numérico que puede generar datos sobre las condiciones atmosféricas. El conjunto de datos resultante, denominado JAWARA, permite realizar un análisis detallado de la circulación general de la atmósfera y su estructura jerárquica .
«Los modelos de circulación general atmosférica que llegan hasta el borde inferior del espacio sólo han sido desarrollados por un número limitado de instituciones de investigación en todo el mundo, incluida la nuestra», afirmó Sato.
«Estudios recientes indican que los fenómenos estratosféricos extremos pueden comenzar al menos en la parte superior de la mesosfera. Por lo tanto, la elucidación cuantitativa de los fenómenos en la mesosfera y la parte inferior de la termosfera es extremadamente importante para la predicción meteorológica».
El conjunto de datos ahora está disponible abiertamente y el equipo pretende usarlo para estudiar la circulación a gran escala y la estructura jerárquica de la atmósfera, así como los acoplamientos verticales e interhemisféricos (es decir, entre los hemisferios norte y sur).
También esperan trabajar en colaboración con científicos espaciales para estudiar las interacciones entre la atmósfera y el espacio, en particular la mesosfera (donde se forman las nubes más altas) y la ionosfera (ubicada dentro de la termosfera y a unos 60-300 km sobre la superficie de la Tierra, donde se encuentran muchos satélites).
Más información: Reanálisis de la atmósfera completamente neutral JAGUAR=DAS: JAWARA, Progreso en la ciencia terrestre y planetaria (2025). DOI: 10.1186/s40645-024-00674-3
