La Red de Sondeos del Programa de Estudios del Clima Panamericano
(PACS-SONET)

La Red de Sondeos del Programa de Estudios del Clima Panamericano (PACS-SONET) es un proyecto de investigación financiado por la Oficina de Programas Globales de la NOAA. Esta actividad de investigación (Michael Douglas es el investigador principal) fue aprobada en Diciembre de 1996 El objetivo principal de su aprobación fue determinar la circulación atmosférica asociada a los eventos secos y húmedos en Centro América durante la temporada lluviosa (Peña & Douglas 2002). Otro objetivo importante fue el de ayudar a determinar que tan cerca a lo real estabanlos análisis operacionales actuales para la predicción ambiental del NCEP sobre Centro América y el Pacífico tropical oriental. El proyecto ha sido extendido varias veces para adaptarse a diferentes circunstancias. Ha sido extendido para cubrir una mayor región geográfica y se han establecido nuevos objetivos. Este documento presenta una historia breve del proyecto y provee enlaces con páginas que describen algunos de sus aspectos.

¿Por qué observaciones de globos pilotos?

Un aspecto clave del proyecto PACS-SONET ha sido utilizar estaciones de globo piloto, en vez de estaciones de radiosondeo. La principal ventaja de las observaciones de globo piloto es que son económicas. Típicamente una observación de globo piloto utilizando un globo de 30 gramos es ~10% del costo de una observación de radiosondeo. Además, las observaciones de globo piloto requieren un instrumento relativamente simple (un teodolito meteorológico) el que no requiere electricidad. Las estaciones pueden ser establecidas rápidamente y el entrenamiento del personal es rápido. Los teodolitos de PACS-SONET fueron obtenidos (sin costo) de una bodega del Servicio Meteorológico Nacional. Esto abarató los costos del proyecto, ya que un teodolito nuevo cuesta ~$8000.

La posibilidad de que la utilización de esta tecnología sencilla pudiera funcionar para la región se determinó en base a la experiencia con dos experimentos de campo que NSSL llevó a cabo en México durante el principio de los noventa. El proyecto SWAMP (Proyecto del Monsón del Suroeste) y el experimento EMVER-93 fueron experimentos de 1-2 meses de duración. En ambos experimentos se utilizó una red de aproximadamente 10 estaciones de globo piloto, entre otras observaciones. Para ver una descripción breve de estos experimentos, datos, figuras y enlaces a otras páginas relacionadas con SWAMP y EMVER, puede ver: http://www.nssl.noaa.gov/projects/pacs/name/namemat.html.

Historia del Proyecto

La configuración original de PACS-SONET consistió en 12 estaciones de globo piloto (Fig. 1). Las estaciones fueron establecidas durante abril y mayo de 1997 en México, Nicaragua, Costa Rica, Panamá, Colombia, Ecuador y Perú, junto con una estación de globo piloto y radiosondeo en la isla del Coco en el Pacífico oriental. Estas observaciones se hacían dos veces al día para describir las condidiones asociadas con los eventos secos y húmedos sobre Centro América y para evaluar la calidad de los reanálisis de los vientos de NCEP sobre la región- análisis que eran (y continúan) siendo importantes para las actividades de investigación del clima tropical. La duración de las observaciones originalmente era de 6 meses, idealmente continuando hasta octubre, y terminando a finales de la estación lluviosa en Centro America.


Fig. 1. Configuración inicial de la red de altura de PACS-SONET.

Debido a el fuerte evento cálido de 1997-98, el plan de las observaciones fue modificado para extender las observaciones en muchas de las estaciones hasta mediados de 1998 y también se establecieron nuevas estaciones en la costa norte de Ecuador y Perú para poder monitorear las condiciones en la región donde se anticipaban fuertes lluvias. Esto permitió obtener un banco de datos sin precedente con el cual se puede describir el campo de viento en la costa norte de Ecuador y Perú, asociado con el evento cálido en el Pacífico oriental, El Niño. Para ver una discusión de El Niño 1997-98 desde el punto de vista de las observaciones de PACS-SONET puede ingresar a: http://www.nssl.noaa.gov/projects/pacs/preprints/PACSElnino.html.

Las observaciones de globo piloto también fueron hechas en Santa Cruz, Bolivia, como parte de la campaña especial de El Niño. Aunque estas observaciones solo se hicieron por 3 meses, estas mostraron una corriente de chorro a niveles bajos en Santa Cruz bastante fuerte y variable, lo cual no se habia visto en previas observaciones. Estas observaciones indirectamente sirvieron de estímulo para que se hicieran mas observciones con una red más extensa sobre Bolivia en 1999. Ver http://www.nssl.noaa.gov/projects/pacs/abstracts/Special-LLJ.html para una descripción de la campaña atmosférica de mesoescala.


Fig. 2. Extensiones de PACS-SONET debido a El Niño 1997-98 http://www.nssl.noaa.gov/projects/pacs/html_files/opstations.html

A finales de 1999 se obtuvo apoyo para extender PACS-SONET por 3 años mas. Además de extender la duración del programa en tiempo, también se amplió la red. Esta extensión ha tomado varias formas. En términos de expansión geográfica, se establecieron nuevas estaciones de globo piloto en Paraguay (2) y Bolivia (6). El objetivo principal de estas observaciones adicionales fue el de describir la variabilidad del flujo de la corriente de chorro a niveles bajos al este de los Andes y la circulación sobre el Altiplano Sudamericano. En Marzo del 2000 se establecieron 3 estaciones adicionales en México para aumentar a 6 la cantidad de estaciones operando (una o mas fueron añadidas en Abril del 2002). Las estaciones en el noroeste de México, fueron diseñadas para mejorar la descripción de la corriente de chorro a niveles bajos en el Golfo de California. En Marzo del 2001 se estableció una estación más en Venezuela, en San Fernando de Apure, un lugar plano en los llanos al norte del río Orinoco. La figura 2 muestra la configuración actual de la red de PACS-SONET y otras estaciones que han estado operando con apoyo financiero o logístico del proyecto.

Además de tener mas estaciones, se ha hecho un mayor esfuerzo para que la red funcione como un colector y distribuidor de datos en tiempo real. Esto ha requerido de esfuerzos para mejorar la red de comunicaciones en varias estaciones, y el desarrollo de procedimientos para asegurar un flujo de datos a instituciones de investigación y a instituciones de pronóstico operacional. Lo último se ha logrado principalmente a través del desarrollo de una página web, en la cual se pueden ver las observaciones en tiempo real en forma cruda y también con mapas a niveles selectos. (Ver: (Ver http://www.nssl.noaa.gov/projects/pacs/realtlist.shtml).

Recientemente, las estaciones de PACS-SONET en Bolivia y Paraguay han servido como la red inicial para el componente de observaciones en altura del experimento SALLJEX (Experimento de la corriente de chorro a niveles bajos en Sud América), el cual empezó en Noviembre 15 del 2002. Se puede ver la página de SALLJEX en NSSL http://www.nssl.noaa.gov/projects/pacs/salljex/e_index.html ) para mayor información.


Fig. 3. Experimentos del Salar de Uyuni y del Lago Titicaca.

En el 2002 fue aprovada una segunda extensión de PACS-SONET por 3 años mas. Se espera hacer cambios a la configuración de la red y al modo de operación.

Componente Educacional

Un aspecto importante de PACS-SONET continua siendo las actividades educacionales. El proyecto ha explorado una variedad de medidas para hacer evidente la existencia de el banco de datos a los diferentes paises e instituciones involucradas. Cursos cortos (1-3 semanas) han explicado PACS-SONET en Peru en 1999, en Bolivia en Diciembre del 2000, en Julio-Agosto del 2001 en Panamá. En Febrero del 2002 se llevó a cabo un taller en San Ignacio de Velasco en Bolivia. El propósito del taller era introducir a los participantes a varios aspectos de la campaña observacional planeada como parte del experimento SALLJEX. A continuación una lista de los enlaces donde se pueden ver descripciones de algunas de las actividades relacionadas al componente educacional de PACS-SONET :

http://www.nssl.noaa.gov/projects/pacs/expana/

http://www.nssl.noaa.gov/projects/pacs/pictures/

http://www.nssl.noaa.gov/projects/pacs/sanignacio/

Nuevos tipos de observaciones

Las limitaciones de las observaciones de globo piloto, especialmente debido a la nubosidad, han sido reconocidas por muchos años. El énfasis inicial de PACS-SONET en la utilización de observaciones de globo piloto fue basado en la reconocida importancia de las mediciones de viento en los trópicos, pero incluso mas importante, en el conocimiento de que los fondos disponibles nunca serían lo suficiente como para poder expander la red de radiosondeos sobre la región de interés. Hay muchos temas meteorológicos de importancia, sin embargo, que requieren del conocimiento de los perfiles de humedad y temperatura. Para resolver el problema de obtener sondeos mas económicos en forma global sobre los trópicos, hemos estado trabajando en los últimos 6 años en el desarrollo de tecnología de sondeos recuperables. El primer sistema es conocido como "glidersonde" y básicamente es un planeador que lleva una radiosonda o sensores similares. El planeador es elevado a la altura deseada por un globo meteorológico. Una vez se llega a la altura predeterminada el planeador se desconecta del globo y este regresa al punto de lanzamiento (puede ser otro lugar) planeando y navegando con la ayuda de una microcomputadora y sistema de GPS que lleva a bordo. Hay varias consideraciones técnicas y operacionales que son parte del desarrollo de este sistema, pero el concepto ya ha sido demostrado (Howard et al 1998).

La segunda version de un radiosonda recuperable involucra la utilización de un powersonde (avión de aeromodelismo a control remoto). Este puede subir y bajar en forma autónoma, mientras hace un sondeo atmosférico. Pueden utilizarse sensores de radiosonda o sensores de otro tipo.

Estas pruebas de campo del powersonde y del glidersonde desarrollados en NSSL se llevaron a cabo en Pretoria, República de Sudáfrica (RSA) con la colaboración del servicio meterológico de Sudáfrica. Estos experimentos se llevaron a cabo durante Enero del 2002. Las pruebas fueron financiadas en gran parte por la oficina de actividades internacionales del Servicio Meteorológico Nacional. Los resultados y fotos de estas pruebas en Sud Africa pueden verse en:   http://www.nssl.noaa.gov/projects/pacs/southafrica/


Fig. 4. Prorotipo de Powersonde desarrollado en Sudáfrica.