Por: Patricio González Quintanilla.
patgq52@gmail.com
La opinión compartida por la mayoría de los expertos en predicción climática, tradicionalmente ha considerado que los fenómenos meteorológicos y los pronósticos del tiempo están sujetos a complicadas interacciones que para su comprensión ameritan el empleo de modelos matemáticos muy complejos.
En los años veinte, el matemático inglés Lewis Fry Richardson, uno de los precursores de la predicción climática, cuyas ecuaciones aún se utilizan en los modelos de clima actuales, realizando observaciones de campo sobre el movimiento de las nubes, concibió una nueva teoría, considerada absurda en su momento, de que las leyes que gobiernan la atmósfera son más simples que lo que se pensaba.
Su concepto, de que la atmósfera se comporta como un gran océano sobre la tierra, gobernado por múltiples procesos tipo “cascada”, en el cual los eventos más grandes alimentan a los más pequeños.
Richardson, considerado también como un desarrollador de ideas adelantadas a su tiempo, propuso el estudio de la Geometría Fractal, basada originalmente en fenómenos naturales que manifiestan patrones geométricos que se repiten constantemente, sin importar la escala de tamaño del sistema fractal en su conjunto. Como ejemplos sencillos se pueden nombrar: el crecimiento celular de las hojas y de las ramas de las plantas; del patrón de crecimiento de conchas y caparazones, ò de los cristales de hielo.
Tratando de expresar matemáticamente los fenómenos fractales, Richardson encontró el mismo comportamiento con fórmulas simples, llamadas “Leyes de Poder Exponencial”, que reproducen el patrón geométrico original, sin importar la escala de tamaño, a lo que llamó “Invarianza de Escala”.
De esta manera, el matemático concibió, finalmente, un sistema atmosférico formado por múltiples procesos de Cascada, en el cual los mas grandes se fracturan alimentando a los más pequeños, en una estructura multi-fractal que actúa en base a la Leyes de Poder Exponencial.
Después de 8 décadas de concebida, esta idea está siendo finalmente considerada como realista, gracias al estudio que sobre la Geometría Fractal y la Invarianza de Escala se realizan a partir de los años ochenta, y más recientemente, al trabajo de un panel internacional de investigadores de la Universidad de París, Francia y la Universidad McGill en Canadá, que desde 1997 realizan observaciones sobre el comportamiento de la lluvia, utilizando satélites, aviones meteorológicos y múltiples estaciones terrestres diseminadas en vastas áreas de observación, desarrollando nuevos modelos matemáticos basados en las fórmulas de Richardson.
Los resultados iniciales de sus investigaciones, utilizando principalmente datos recabados de la Misión de Medición de la Lluvia Tropical (TRMM) de la NASA, fueron publicados a principios de 2009, y la información procesada detalla una bella colección de fractales que obedecen las Leyes de Poder, en un rango que va desde decenas de miles de kilómetros hasta aproximadamente 10 km de extensión.
Las investigaciones han llamado la atención de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) de los Estados Unidos, donde el panel franco-canadiense trabaja ahora en la integración de las técnicas multifractales y las Leyes de Poder a los modelos actuales de predicción del clima, proceso que todavía tomará algunos años en implementarse.
Los beneficios de estas nuevas técnicas de predicción meteorológica, al ser más precisos en la escala local, se extienden a la agricultura, las comunicaciones, alerta temprana y una mayor precisión respecto al comportamiento de huracanes y tornados, entre muchas otras aplicaciones.
Fuentes: US-NOAA; IP PGQ-XI-2009.
patgq52@gmail.com
La opinión compartida por la mayoría de los expertos en predicción climática, tradicionalmente ha considerado que los fenómenos meteorológicos y los pronósticos del tiempo están sujetos a complicadas interacciones que para su comprensión ameritan el empleo de modelos matemáticos muy complejos.
En los años veinte, el matemático inglés Lewis Fry Richardson, uno de los precursores de la predicción climática, cuyas ecuaciones aún se utilizan en los modelos de clima actuales, realizando observaciones de campo sobre el movimiento de las nubes, concibió una nueva teoría, considerada absurda en su momento, de que las leyes que gobiernan la atmósfera son más simples que lo que se pensaba.
Su concepto, de que la atmósfera se comporta como un gran océano sobre la tierra, gobernado por múltiples procesos tipo “cascada”, en el cual los eventos más grandes alimentan a los más pequeños.
Richardson, considerado también como un desarrollador de ideas adelantadas a su tiempo, propuso el estudio de la Geometría Fractal, basada originalmente en fenómenos naturales que manifiestan patrones geométricos que se repiten constantemente, sin importar la escala de tamaño del sistema fractal en su conjunto. Como ejemplos sencillos se pueden nombrar: el crecimiento celular de las hojas y de las ramas de las plantas; del patrón de crecimiento de conchas y caparazones, ò de los cristales de hielo.
Tratando de expresar matemáticamente los fenómenos fractales, Richardson encontró el mismo comportamiento con fórmulas simples, llamadas “Leyes de Poder Exponencial”, que reproducen el patrón geométrico original, sin importar la escala de tamaño, a lo que llamó “Invarianza de Escala”.
De esta manera, el matemático concibió, finalmente, un sistema atmosférico formado por múltiples procesos de Cascada, en el cual los mas grandes se fracturan alimentando a los más pequeños, en una estructura multi-fractal que actúa en base a la Leyes de Poder Exponencial.
Después de 8 décadas de concebida, esta idea está siendo finalmente considerada como realista, gracias al estudio que sobre la Geometría Fractal y la Invarianza de Escala se realizan a partir de los años ochenta, y más recientemente, al trabajo de un panel internacional de investigadores de la Universidad de París, Francia y la Universidad McGill en Canadá, que desde 1997 realizan observaciones sobre el comportamiento de la lluvia, utilizando satélites, aviones meteorológicos y múltiples estaciones terrestres diseminadas en vastas áreas de observación, desarrollando nuevos modelos matemáticos basados en las fórmulas de Richardson.
Los resultados iniciales de sus investigaciones, utilizando principalmente datos recabados de la Misión de Medición de la Lluvia Tropical (TRMM) de la NASA, fueron publicados a principios de 2009, y la información procesada detalla una bella colección de fractales que obedecen las Leyes de Poder, en un rango que va desde decenas de miles de kilómetros hasta aproximadamente 10 km de extensión.
Las investigaciones han llamado la atención de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) de los Estados Unidos, donde el panel franco-canadiense trabaja ahora en la integración de las técnicas multifractales y las Leyes de Poder a los modelos actuales de predicción del clima, proceso que todavía tomará algunos años en implementarse.
Los beneficios de estas nuevas técnicas de predicción meteorológica, al ser más precisos en la escala local, se extienden a la agricultura, las comunicaciones, alerta temprana y una mayor precisión respecto al comportamiento de huracanes y tornados, entre muchas otras aplicaciones.
Fuentes: US-NOAA; IP PGQ-XI-2009.
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