Extraen décadas de informes meteorológicos de antiguos cuadernos de bitácora

Una base de datos creada en parte con archivos marítimos del siglo XIX agudiza nuestra perspectiva del cambio climático en los últimos 150 años.lunes, 28 de octubre de 2019

El barco Terra Nova del explorador polar Robert Falcon Scott fondea entre el hielo a la deriva de la Antártida a principios del siglo XX.
El barco Terra Nova del explorador polar Robert Falcon Scott fondea entre el hielo a la deriva de la Antártida a principios del siglo XX.
foto por Herbert Ponting, Nat Geo Image Collection

En septiembre de 1879, el buque de exploración ártica USS Jeanette navegaba al norte del estrecho de Bering cuando lo rodearon témpanos de hielo y se quedó atrapado. La tripulación de 33 hombres luchó por sobrevivir durante casi dos años hasta que la nave se hundió, lo que los obligó a embarcarse en un peligroso viaje para regresar a la civilización. Aunque estaban varados, los hombres documentaron el tiempo de forma regular —vientos, nubes, presión atmosférica, temperatura— y crearon un registro meteorológico detallado y único de la zona.

Ciento cuarenta años después, ese registro está ayudando a los científicos a reconstruir el historial del tiempo atmosférico y el clima de la Tierra con un nivel de detalle sin precedentes.

Los diarios del USS Jeanette, que regresaron a Estados Unidos junto a 13 marineros demacrados dirigidos por el ingeniero jefe George Melville, fueron los primeros rescatados por el proyecto Old Weather: Arctic, una iniciativa impulsada por la ciencia ciudadana para digitalizar y transcribir las observaciones meteorológicas de buques militares estadounidenses que navegaron por el Ártico en los siglos XIX y XX. Estos registros, junto a datos similares de muchos archivos más, se están introduciendo en el 20th Century Reanalysis, una base de datos sofisticada para reconstruir el tiempo atmosférico desarrollada por la NOAA estadounidense y que permite caracterizar las inundaciones, sequías, tormentas y otros fenómenos extremos de la historia y usar el tiempo violento del pasado para comprender el presente.

Esta xilografía representa al capitán de corbeta George DeLong y su grupo vadeando las aguas desde el Jeanette en 1881. Su buque se hundió tras permanecer dos años atrapado en el hielo.
Esta xilografía representa al capitán de corbeta George DeLong y su grupo vadeando las aguas desde el Jeanette en 1881. Su buque se hundió tras permanecer dos años atrapado en el hielo.
foto por George T. Andrew (xilografía), M.J. Burns (diseño),U.S. Naval History and Heritage Command

A principios de este mes, dicha reconstrucción tuvo una actualización importante cuando se incluyeron millones de observaciones nuevas procedentes de los diarios de barcos antiguos y estaciones meteorológicas de todo el mundo. Ahora, la «máquina del tiempo atmosférico» mejorada de la NOAA puede producir instantáneas de la atmósfera terrestre ocho veces al día remontándose hasta 1836.

«Cada tres horas, proporcionamos una estimación de cómo era el tiempo en cualquier lugar del mundo. Es excepcional», afirma Laura Slivinski, investigadora del Instituto Cooperativo para la Investigación de Ciencias Medioambientales (CIRES, por sus siglas en inglés) de la Universidad de Colorado y del Laboratorio de Investigación del Sistema Tierra de la NOAA.

La «niebla de la ignorancia»

En la actualidad, los científicos disponen de una miríada de satélites y estaciones meteorológicas para estudiar el tiempo atmosférico. Pero los registros satelitales solo se remontan a hace 40 años y antes de mediados del siglo XX había muchas menos estaciones meteorológicas. Los científicos pueden utilizar modelos para analizar a posteriori el tiempo antiguo, pero sin datos que incluir en dichos modelos sus reconstrucciones son turbias.

«Lo llamamos la niebla de la ignorancia», afirma Gilbert Compo, investigador del CIRES de la NOAA.

Para ver a través de la niebla, los investigadores de la NOAA han pasado más de una década recopilando datos de la presión en superficie, la temperatura y las condiciones de la banquisa en archivos de todo el mundo que están digitalizándose y transcribiéndose con la ayuda de voluntarios. Estas iniciativas de rescate de datos incluyen varias versiones del proyecto Old Weather, un proyecto que ha digitalizado informes meteorológicos escritos a mano de la Inglaterra del siglo XIX, uno centrado en los cuadernos de bitácora que mantenían los capitanes australianos y muchos más.

Cuaderno de bitácora del Jamestown, un buque anclado en Sitka, Alaska, durante un fuerte huracán en 1880.
Cuaderno de bitácora del Jamestown, un buque anclado en Sitka, Alaska, durante un fuerte huracán en 1880.
foto por National Archives and Records Administration

Una vez los registros escritos figuran en un formato que la NOAA puede utilizar, pueden introducirse en el 20th Century Reanalysis, que emplea un modelo similar al que utiliza el Servicio Nacional de Meteorología para hacer pronósticos y produce instantáneas pasadas de la atmósfera. La versión más reciente del reanálisis incluye un 25 por ciento más de observaciones en años anteriores a 1930, lo que produce más análisis a posteriori fiables, sobre todo en el siglo XIX.

Cada cuaderno de bitácora adicional es de gran ayuda. Por ejemplo, en octubre de 1880, un ciclón muy potente tocó tierra en la localidad de Sitka, en el mango de Alaska, la parte sureste del estado. Las versiones anteriores del 20th Century Reanalysis no podían recrear esta tormenta. Pero la actualización más reciente incluye las observaciones del USS Jamestown, un barco anclado en la costa en aquel momento. Gracias a las lecturas de presión, la máquina del tiempo atmosférico es capaz de producir una tormenta en el lugar y el momento precisos.

«Parece una gota en el océano, pero estas observaciones se acumulan», afirma Slivinski.

El tiempo atmosférico pasado y presente

Los científicos ya están dando un buen uso de su nueva máquina del tiempo atmosférico.

Barbara Mayes Boustead, meteoróloga y climatóloga del Servicio Nacional de Meteorología de la NOAA, la usa para estudiar el invierno de 1880-81 descrito en El largo invierno, una memoria ficticia de Laura Ingalls Wilder que se basa en los recuerdos de su infancia en el sudeste del Territorio de Dakota. Ha descubierto que gran parte de lo que escribió Wilder sobre aquel invierno 50 años después es correcto.

«La primera nieve cayó en octubre, tal y como lo describió Laura», afirma Boustead. «Su narración de lo que ocurrió es tan buena como un diario meteorológico».

La región central de Estados Unidos se vio afectada por nevadas frecuentes y olas de frío brutales de octubre a abril. Empleando el reanálisis, Boustead ha conseguido reconstruir la configuración atmosférica global responsable de este terrible invierno, incluida una fase extremadamente negativa de la Oscilación del Atlántico Norte, un patrón que presenta «un vínculo sólido con el tiempo frío en cualquier lugar al este de las Rocosas en Estados Unidos», afirma.

Boustead sigue usando la máquina del tiempo atmosférico de la NOAA para estudiar otros fenómenos extremos descritos en los libros de Wilder. Por su parte, a otros científicos les interesa lo que puede desvelarnos sobre el tiempo atmosférico más violento de la actualidad.

Phil Klotzbach, investigador de huracanes de la Universidad del Estado de Colorado, espera poder usar el nuevo reanálisis para comprobar cómo funcionan las herramientas de predicción de huracanes en las tormentas del siglo XIX. Por ejemplo, los pronosticadores suelen utilizar El Niño para predecir la actividad de los huracanes, ya que los años con un fenómeno El Niño más intenso tienden a coincidir con más ciclones en el Pacífico oriental y menos en el Atlántico. Si dicha correlación era inferior hace 150 años, podría desvelarnos cómo afecta el cambio climático a los huracanes actuales.

Los científicos pueden usar la máquina del tiempo atmosférico para plantear preguntas mayores, como si el cambio climático está alterando la corriente del Golfo. Muchos estudios que investigan este tema «se basan en reconstrucciones que solo se remontan a hace 50 o 60 años», afirma Slivinski. «Si te remontas a hace 100 años, cuentas con una perspectiva más amplia y puedes determinar si es una tendencia o solo una anomalía. Por eso nos entusiasma analizarlo».

Los datos meteorológicos históricos siguen escaseando en el hemisferio sur, sobre todo en torno a la Antártida. Normalmente, cuanto más retrocedemos en el tiempo, más escasos son los registros. Eso significa que la NOAA tiene bastante margen para mejorar su máquina del tiempo.

Y con millones de registros meteorológicos acumulando polvo en archivos de todo el mundo, los científicos esperan mejorarla.

«¿Son [las tormentas] más rápidas o más lentas, más intensas o más débiles? ¿Duran más las olas de calor? Queremos todos los barcos posibles para despejar esa niebla», afirma Compo.

Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.

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