Más allá del monitoreo: Explorando las aplicaciones de las estaciones meteorológicas

Una estación meteorológica se conforma de un conjunto de dispositivos capaces de medir y registrar datos de diferentes variables climatológicas, como pueden ser la temperatura, humedad relativa, radiación solar, velocidad y dirección del viento, entre otras (Barona et al., 2022). Para lograr esto, se utilizan una serie de sensores, que transforman las variables climatológicas en señales eléctricas, y estas señales llegan a un datalogger, el cual se encarga de interpretarlas y traducirlas a datos comprensibles, con las unidades correspondientes a cada variable climatológica (°C, m/s, °, etc). Dependiendo del tipo de estación meteorológica, estos datos se pueden visualizar en sitio por medio de una pantalla, o a distancia, en un computador o celular. Pero, ¿para qué sirve registrar estos datos?, a continuación te presentamos algunas aplicaciones interesantes.

Energías Renovables

A pesar de la importancia que tienen las energías renovables para la adaptación al cambio climático, estas se rodean de una incertidumbre respecto a su disponibilidad y sobre todo, constancia. Es por esto, que se necesitan datos meteorológicos confiables, que permitan realizar pronósticos reales respecto a la disponibilidad de estos recursos.

En 2019 Duarte y su equipo realizaron un estudio en el cual se utiliza un criterio de ubicación de estaciones meteorológicas para mejorar los modelos de pronóstico a corto plazo para energía solar y eólica en Colombia.

Colombia cuenta con unas características geográficas muy variadas, lo cual permite que ciertas regiones tengan un alto potencial para la generación de energías renovables. Entre los cuales, se identificaron con mayor proyección eólica y solar los departamentos de: Guajira, Atlántico, Cesar y Valle del Cauca. Por lo cual se propuso la ubicación de nuevas estaciones meteorológicas, y metodologías para el desarrollo de modelos de pronóstico con el fin de procesar estos datos y obtener la información que permita caracterizar estas regiones de interés. Lo anterior, teniendo en cuenta los problemas de calidad y la cantidad de tiempo que representa buscar los datos de forma manual, a partir de las bases de datos actuales.

De acuerdo con la caracterización desarrollada se pudo identificar que los departamentos de Guajira y Atlántico tienen alto potencial para proyectos de energía solar y eólica, mientras que Valle del Cauca y Cesar tienen alto potencial principalmente para proyectos de energía solar. Identificar y caracterizar los lugares con gran potencial en la generación de energías renovables es el primer paso para desarrollar proyectos eficientes y duraderos, que le permitan al país avanzar en la transición energética de forma realista.

Agricultura

La agricultura tradicional es una de las industrias que más consume agua, además, en muchos casos se utilizan sistemas de riego poco eficientes, que como consecuencia conllevan a un gran desperdicio de este recurso (FAO,2018). Actualmente, se están replanteando y proponiendo nuevas alternativas a estas prácticas agrícolas, con el fin de hacer una gestión más inteligente de los diferentes recursos y obtener cultivos más eficientes. Para esto es fundamental recopilar información e interpretarla de forma correcta, es aquí donde se evidencia la importancia de las estaciones meteorológicas.

Por ejemplo, en 2021, Sharara y su equipo realizaron un estudio en el cual, por medio de un análisis multi temporal y espacial, analizaron las sequías en zonas agroecológicas de Zimbabwe. Se realizó una recopilación de datos meteorológicos relacionados a las precipitaciones, de forma mensual, estacional y anual, en diferentes zonas a nivel nacional. Gracias a este estudio, se pudo detectar la frecuencia y probabilidad de que se produzcan sequías agrícolas, incluidas las tendencias de aparición de sequías de alta intensidad, proporcionando información necesaria para la provisión de sistemas de alerta temprana y preparación para desastres en áreas con un alto riesgo de sequía en Zimbabwe.

Además, pudieron determinar que noviembre tuvo la mayor frecuencia de sequías, lo cual no es un dato menor, ya que noviembre suele marcar el comienzo de la temporada de lluvias. Si se cultiva de forma tradicional, en este período las plantas están en una etapa germinativa y son más vulnerables a la sequía, lo cual tiene importantes implicaciones para la seguridad alimentaria, por la gran cantidad de pérdidas en los cultivos.

La adopción de una agricultura climáticamente inteligente, en la cual se alineen las prácticas agrícolas con el cambio y la variabilidad climática podría ayudar a reducir los impactos de la sequía en el sector agrícola. Entender el comportamiento climático permite gestionar de una forma más eficiente los cultivos, generar calendarios de siembra dependiendo de la región y la época, además de surtirse de semillas y variedades de plantas resistentes a las condiciones climáticas de cada región y época.

Otra aplicación interesante de las estaciones meteorológicas, es su uso para la generación de alertas tempranas a enfermedades en los cultivos. Se debe recordar que el impacto ambiental que conlleva el uso excesivo de agroquímicos como pesticidas y fertilizantes, hace necesario replantearse la forma de combatir las enfermedades en las plantas.

Una de las alternativas para un manejo integrado de enfermedades, son los modelos matemáticos basados en las condiciones meteorológicas que rodean al cultivo (Moschini, 2006). Esto se logra teniendo en cuenta que muchas de estas enfermedades están ligadas a condiciones climatológicas específicas, por lo que si se monitorean las variables de interés, y se detectan estas condiciones características, por medio de estos modelos matemáticos se puede pronosticar la aparición de una enfermedad y generar una alerta temprana, lo que permite tomar acciones a tiempo, y utilizar los recursos de forma eficiente, reduciendo las pérdidas y el impacto ambiental.

Algunos ejemplos de esto son, la alerta temprana de la sarna del manzano también conocida como roña, y es causada por un hongo (Venturia inaequalis), esta enfermedad produce manchas y lesiones sobre hojas y frutos. Para esto se utilizó un modelo que basado en la temperatura y pluviometría, relacionándolos con la maduración de las ascosporas del hongo; La alerta temprana del Tizón Tardío (Phytophthora infestans) en la papa, que es una de las principales enfermedades de la papa a nivel mundial. El tizón tardío depende principalmente de las condiciones ambientales, se ve favorecido por humedades altas (cercanas al 100%) y temperaturas entre 15 y 25°C, por lo que el monitoreo de estas variables fue fundamental para desarrollar el modelo.

Gestión de recursos hídricos

Al menos dos mil millones de personas sufren escasez de agua en el mundo, y se pronostica que esta problemática se agravará en las próximas décadas (Unesco, 2023). Es por esto que se deben gestionar los recursos hídricos de forma sostenible y con una visión global en vez de local.

Actualmente, se están desarrollando tecnologías y sistemas especializados para esto, en 2020, Gupta y su equipo realizaron una revisión de estas tecnologías emergentes. En este estudio resaltan la importancia de los datos recopilados en las diferentes estaciones meteorológicas de cada país, debido a que esta información permite caracterizar y comprender el comportamiento de las precipitaciones y el estado de los recursos hídricos.

Sin embargo, recordando que la gestión de los recursos hídricos es algo que se debe hacer de forma conjunta y global, se hace necesario estandarizar los datos meteorológicos, esto se logra por medio de un lenguaje especial llamado Water ML.2.0.

Este lenguaje facilita el intercambio de información entre naciones, y ayuda a las autoridades del agua e investigadores a realizar análisis de datos eficientes para obtener resultados más precisos que conduzcan al desarrollo de proyectos que permitan una mejor gestión de los recursos hídricos.

Estos son sólo algunos ejemplos de las aplicaciones de las estaciones meteorológicas, si deseas aprender más sobre este tema, te recomendamos visitar la página de Organización Meteorológica Mundial – WMO, este se dedica a la cooperación y coordinación internacional respecto al estado y el comportamiento de la atmósfera de la planeta, su interacción con la tierra y los océanos, el tiempo y el clima que genera, y la distribución de los recursos hídricos.

Por su parte, en Colombia puedes visitar el Instituto de Hidrología, Meteorología y estudios ambientales-IDEAM, y su sistema de Información para la gestión de datos Hidrológicos y Meteorológicos por medio de la plataforma plataforma DHIME

Si desea conocer el catálogo de estaciones del IDEAM: Aquí

Referencias

Duarte, L., Revollo, J., Betancur, D., Lopéz, G., Isaac, I., Cardona, H., & Ortega, S. (2019,). Placement of weather stations in Colombia for future applications in solar and wind energy forecasting models. In 2019 FISE-IEEE/CIGRE Conference-Living the energy Transition (FISE/CIGRE) (pp. 1-6). IEEE.

Gupta, A. D., Pandey, P., Feijóo, A., Yaseen, Z. M., & Bokde, N. D. (2020). Smart water technology for efficient water resource management: A review. Energies, 13(23), 6268.

FAO. (2018). Los contaminantes agrícolas: una grave amenaza para el agua del planeta. Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura. Disponible en: https://www.fao.org/news/story/es/item/1141818/icode/#:~:text=La%20agricultura%20moderna%20es% 20responsable,de%20millones%20de%20d%C3%B3lares%20EEUU.

Maldonado, I., & Aravena, R. (2006). Sistemas de pronóstico de enfermedades. Moschini, R (Ed.).Redes de estaciones meteorológicas automáticas y sus aplicaciones productivas.

Sharara, A., Shekede, M. D., Gwitira, I., Masocha, M., & Dube, T. (2022). Fine-scale multi-temporal and spatial analysis of agricultural drought in agro-ecological regions of Zimbabwe. Geomatics, Natural Hazards and Risk, 13(1), 1342-1365.

UNESCO. (2023). Riesgo inminente de una crisis mundial del agua. Disponible en: https://www.unesco.org/es/articles/riesgo-inminente-de-una-crisis-mundial-del-agua-unesco/onu-agua#:~:text=Se%20prev%C3%A9%20que%20la%20poblaci%C3%B3n,millones%20de%20personas%20en%202050.