Combinando estadística con conceptos físicos, investigadores de la Universidad Nacional del Nordeste (Unne) realizarán un seguimiento de tormentas para conocer la relación de su comportamiento con el cambio climático. Se trata de un proyecto recientemente aprobado por la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica, que depende del Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología de la Nación.
En búsqueda de técnicas innovadoras para procesar información climatológica, dos científicos de la Unne combinarán las herramientas matemáticas de la estadística robusta con conceptos físicos de cambio climático para un seguimiento de tormentas. El objetivo es conocer sus diferentes regímenes y la relación con los fenómenos meteorológicos remotos. En un país y en una región -el noreste argentino- cuya economía depende sobre todo de la agricultura y la ganadería, los resultados que pueda aportar la investigación serán de indudable valor. La ejecución del estudio estará a cargo de la doctora en matemática Magdalena Lucini y del doctor en física Manuel Pulido, dos jóvenes científicos que se perfeccionaron en la Universidad de Reading (Reino Unido) y fueron recuperados por la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura de la Unne -sita en la ciudad de Corrientes- a través del Programa Raíces (*). De todas maneras, realizar el seguimiento de tormentas es tan sólo uno de los objetivos del proyecto denominado "Técnicas robustas aplicadas al procesamiento y análisis de datos de teledetección y clima".
Palabras de experto
"Para el estudio de tormentas", explica el Dr. Pulido, "se utilizarán una herramienta matemática -que se conoce como Estadística Robusta- y el procesamiento de imágenes de todo tipo: de radar, satelitales y de datos de clima". Y prosigue: "El análisis de las imágenes no es un trabajo sencillo porque se hace foco en objetivos y datos que no siempre se encuentran dentro del espectro visible. Para el caso de las tormentas, el estudio de imágenes requiere de un proceso que se inicia con la detección de una tormenta. Una vez localizada, se hace un seguimiento en el tiempo, utilizando distintas imágenes para obtener la trayectoria. Luego, estudiadas y analizadas las trayectorias de 1.000 a 2.000 tormentas se las agrupa, a partir de lo cual se analizará si a lo largo de un período, y considerando el cambio de clima, se perciben cambios de trayectoria". La información obtenida servirá para conocer si en el futuro próximo una región tendrá más precipitaciones o, por el contrario, disminuirá el régimen de lluvias. El físico aclara que el objetivo del proyecto no es predecir tormentas en determinadas zonas. "Hay dos cuestiones que sí podríamos establecer. Una de ellas es si, en función de una cierta trayectoria, el foco de la tormenta vendrá por un determinado lugar. En segundo término, y esto es lo más interesante de la propuesta, es si podremos utilizar la técnica para el estudio del cambio climático".
De acuerdo con lo expresado por Pulido, predecir un escenario climático para la región NEA corresponde a una segunda parte del proyecto. "En esa instancia, estaremos aplicando la información que obtengamos en modelos de clima en los que proyectaríamos variables para un período de entre 50 a 100 años y analizaríamos cuáles son las trayectorias en ese contexto". Y el científico añade: "Estudios de ese tipo permitirán saber si el aumento de los gases que provoca el efecto invernadero determinan el desvío de las trayectorias de las tormentas".>
Estadística robusta
Detectadas y conocidas las trayectorias de un número importante de tormentas, se las podrá agrupar en las siete más representativas de todo el conjunto, recurriendo para ello a una operación estadística. "En principio, utilizaríamos lo que se denomina Medias K, que refiere a las medias de las trayectorias y la manera de agruparlas", explica la Dra. Lucini. La importancia del concepto de robustez es valioso desde el punto de vista matemático, y cabe señalar que la robustez cuantitativa ha sido un área muy activa en estadística desde el punto de vista teórico. Desde un comienzo, fue clara la necesidad de disponer de técnicas computacionales avanzadas para la obtención de resultados robustos (confiables) en varias situaciones prácticas de interés como en este caso. "Los datos provenientes de la teledetección, o la visión de imágenes, presentan características propias. En particular, tienen la dificultad de formular modelos universalmente válidos que los expliquen. El gran volumen de datos, la redundancia, la naturaleza variada de las observaciones y la presencia de valores atípicos, dificultan sus análisis por métodos estadísticos clásicos", expresa la experta en matemática. "Con la estadística robusta", agrega Lucini, "lo que se hace es darles valor a los datos atípicos que en el común de los análisis se descartan. En los estudios de cambio climático es fundamental tener en cuenta este tipo de estadística porque siempre se trabaja con datos extremos".
Si bien ya existen trabajos en los que se desarrollan técnicas objetivas para el seguimiento automático de ciclones y anticiclones, éstas se basan en herramientas simples y, por lo tanto, no aplicables para todos los casos. "Las trayectorias de las tormentas y su variabilidad son gobernadas por complejos mecanismos no lineales, de allí la necesidad del proyecto de desarrollar medios teóricos y prácticos para demostrar las ventajas del empleo de técnicas confiables en el procesamiento de imágenes de seguimiento de tormentas", concluye la investigadora.>
Datos
Los científicos trabajarán con imágenes satelitales aportadas por bancos de datos de universidades inglesas con las cuales la Unne mantiene vínculos de cooperación. También contarán con la colaboración de investigadores de las universidades Federal de Alagoas (Brasil) y de Princeton (EE. UU.). Dentro de la Unne, el magister Arturo Busso y los maestrandos Claudio Rodas y Guillermo Cabral integran el equipo de colaboradores.
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