El modelo de los científicos aumenta la precisión de los pronósticos de mareas


Las mareas no podían controlarse, sólo predecirse. Y durante un día, el 6 de junio de la primavera de 1944, la predicción de mareas para las playas de Normandía pudo haber sido la más importante de la historia.


por Robert C. Jones Jr., Universidad de Miami


Realizado con una máquina apodada Old Brass Brains, ese pronóstico para la costa francesa ayudó a las fuerzas aliadas a llevar a cabo la mayor invasión anfibia jamás emprendida, brindándoles el momento de condiciones de marea ideales que no solo harían más fácil ver y desarmar los obstáculos minados colocados. en el oleaje, sino que también evitan que sus lanchas de desembarco se atasquen.

Hoy en día, las predicciones de mareas siguen siendo importantes. Un equipo de científicos de la Universidad de Miami está ayudando a aumentar su precisión. Han desarrollado un modelo que puede producir pronósticos de marea alta a corto plazo para Virginia Key que son un 50% más precisos que los producidos por la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA), incluso en diez días.

“Nunca imaginé que esta herramienta lograría tal éxito, pero lo ha hecho. Es capaz de avisar a la gente cuándo van a ocurrir inundaciones por mareas”, dijo Nate Taminger, investigador asociado de la Escuela Rosenstiel de Ciencias Marinas, Atmosféricas y Ciencias de la Tierra, que comenzó a trabajar en el modelo hace cuatro años como estudiante universitario con especialización en meteorología, ciencias marinas y matemáticas.

Con dos años de apoyo financiero del Distrito de Gestión del Agua del Sur de Florida (SFWMD), Taminger está encabezando los esfuerzos para mejorar la efectividad del modelo con el objetivo de generar pronósticos regulares de mareas para Lake Worth en el condado de Palm Beach, Port Everglades de Fort Lauderdale, Key West, Vaca Key en los Cayos de Florida, Virginia Key cerca de Miami y Naples en la costa suroeste de Florida.

Los datos actualizados sobre el aumento del nivel del mar y otras variables meteorológicas y oceanográficas hacen que la herramienta de pronóstico de mareas sea efectiva. Específicamente, incorpora tres ajustes a las predicciones de mareas de referencia de la NOAA.

“Por ahora, las predicciones de mareas de la NOAA se basan en el nivel promedio del mar durante el período 1983-2001. Entonces, para llevarlo al nivel del mar moderno, se realiza una compensación adecuada utilizando una tendencia lineal a lo largo de los últimos 20 años de datos”. explicó Brian McNoldy, investigador asociado senior y experto en ciclones tropicales de la Escuela Rosenstiel, quien fue mentor de Taminger cuando era estudiante en la Universidad y es parte del equipo que creó el modelo.

“Luego, la presión superficial atmosférica actual y pronosticada se utiliza para realizar el segundo ajuste”, continuó McNoldy. “Los sistemas de alta y baja presión en la atmósfera afectan la altura de la superficie del mar con una relación conocida: una presión más alta causa una depresión o abolladura en la superficie del océano y una presión más baja causa una cúpula o protuberancia en la superficie del océano.

“Finalmente, se utiliza un modelo de regresión lineal múltiple en cuatro parámetros ambientales adicionales, y eso también puede ajustar el nivel del agua hacia arriba o hacia abajo. El modelo se entrena con el historial disponible de cada mareógrafo, por lo que aprende qué factores ambientales generan una respuesta determinada. en el nivel del agua en ese lugar.”

Taminger detalló los detalles del modelo durante una conferencia sobre resiliencia climática celebrada en el campus de la Universidad de Miami en abril de 2022 y posteriormente a funcionarios del Distrito de Administración del Agua del Sur de la Florida, que utilizó el modelo antes de una reciente inundación en la región.

“Hicimos sonar la alarma temprano y una vez [que se perfeccione el modelo], esperamos que el resultado sea más fácil de ver para el público en general”, dijo Todd Kimberlain, meteorólogo principal del Distrito de Administración del Agua del Sur de la Florida. “Es esencial que tengamos mejores predicciones de mareas. Con este modelo, hay sólo una diferencia muy pequeña entre los pronósticos y lo que realmente ocurre”.

McNoldy publica los gráficos de mareas diarios del modelo para Virginia Key, Key West, Vaca Key y Lake Worth en una página web pública y planea agregar pronósticos de mareas para Port Everglades y Naples para diciembre.

Los pronósticos de mareas son tan esenciales hoy como lo eran cuando las fuerzas aliadas planeaban la invasión del Día D, señaló McNoldy. “Son importantes para los intereses de navegación y navegación costera, ya que algunas características poco profundas pueden ser peligrosas durante la marea baja, pero buenas durante la marea alta”, dijo. “Y para la infraestructura costera baja, saber cuándo esperar mareas altas y qué tan altas podrían ser puede ayudar a prepararse para posibles inundaciones”.

El aumento del nivel del mar, explicó, está haciendo que las inundaciones por mareas sean más frecuentes y más graves. “En el área de Miami, el nivel del mar está aumentando a un ritmo promedio de alrededor de 0,25 pulgadas por año, o alrededor de 7,5 pulgadas en las últimas tres décadas”, dijo McNoldy. “Hay altibajos en el nivel medio del mar de un año a otro, pero la tendencia general es ascendente. Esto significa que ahora se inundan lugares durante algunas mareas altas que no se inundaban antes, y lugares que solían experimentar algunas inundaciones durante Las mareas altas ahora lo experimentan con mucha más frecuencia y en aguas más profundas”.

Los científicos están trabajando para mejorar su modelo de pronóstico de mareas en un momento en que han regresado las mareas reales anuales. Combinadas con los efectos del aumento del nivel del mar y las fuertes lluvias, las mareas reales, que ocurren cada otoño cuando las condiciones climatológicas, atmosféricas y oceánicas se alinean para causar un aumento en los niveles del agua, pueden empeorar mucho las inundaciones en Miami Beach.

El profesor de ciencias atmosféricas Brian Soden, quien también se desempeñó como uno de los asesores de la facultad de Taminger y es parte del equipo que desarrolló el modelo, dijo que la nueva herramienta de pronóstico podría “ayudar a las comunidades costeras a prepararse y planificar mejor para las perturbaciones causadas por las mareas reales  .