Demasiadas
predicciones
Un lector, Jon Sáenz,
que pertenece al Departamento de Física Aplicada II de la Facultad de Ciencias
de la Universidad del País Vasco, me ha escrito una carta comentando algunas de
las pequeñas boutades
que solté en mi Apunte del Natural del pasado 29 de diciembre en relación a las
variedad de predicciones meteorológicas que aportan los diversos medios
informativos.
Su respuesta está tan bien argumentada y es
tan didáctica que me ha parecido buena idea incluirla en esta sección. A mí me
ha enseñado mucho.
Espero que a la mayoría
de quienes lo lean y no sean expertos también les será de utilidad.
Estimado Javier:
Te escribo en relación con tu columna
Demasiadas predicciones del día 29-12-2003. Para ponerte en antecedentes, te
diré que no soy un observador neutral: la meteorología me encanta... Así que, ante tu columna no he podido remediarlo y,
en cuanto mis obligaciones familiares de la Nochevieja me han dejado espacio,
he aprovechado para escribirte con un par de comentarios que puede (o no) que
sean de tu interés. Si te interesan, pues bien. Si no te interesan... Pues
nada, los tiras.
Soy un asiduo lector tuyo, así te devuelvo
algo...
Tocas un tema interesante, el de la
divergencia de las predicciones, y razonas mediante una línea que también me
parece relevante, el hecho de que la meteorología es una ciencia "más o
menos homologada".
Homologación
científica de la meteorología
En lo referente a la homologación científica
de la meteorología, aquellos que nos dedicamos a ella lo tenemos bastante
claro, aunque, a diferencia de las ciencias "duras" (como puede ser
la Física Teórica, por ejemplo), nos vemos mezclados con una historia previa
que hace que mucha parte del público no lo tenga tan claro. Yo tengo una amiga,
economista de éxito, por ejemplo, que me ha espetado que ".. la predicción
del tiempo no es una materia científica, sino que es algo así como el
horóscopo..". Esta mujer no es un caso único, me consta. Incluso entre
algunos colegas físicos, la gente no tiene tan claro qué parte de meteorología
es física, qué parte es geografía o qué parte es no se sabe qué. Fuera de
ámbitos de gente formada, la cosa aún será peor, aunque no suelo preguntar. La
información meteorológica es de extraordinario interés, y todos los medios de
comunicación la dan. Interesa aún más que el Plan Ibarretxe, pero, por el
contrario, yo me apostaría a que el 90% de sus entusistas seguidores no saben
qué es una línea isobárica de las que aparecen en los mapas de la tele.
Sorprendentemente, posiblemente aquellas personas con formación en griego
clásico formen un alto porcentaje de los que aciertan (iso y bara vienen del
griego), mientras que gente con formación en carreras técnicas no especializadas
en la atmósera (ingenierías normales, informáticos, etc...), posiblemente no
sepan qué responder.
Un problema básico es que la predicción del
tiempo se lleva realizando por métodos absurdos desde que el hombre vivía en
cuevas. Quien más quien menos, la gente de mi generación (41 años) tiene/tuvo
un abuelo que trabajaba en labores de labranza y se leía el calendario
zaragozano de cabo a rabo. Algunos se fijan en si las vacas se tumban o se
levatan. Otros defienden la validez del método de las témporas... Los alemanes
se fijan en la manera como saltan las ranas, y algún Paco Porras en versión
carnívora habrá que defienda la necesidad de abrir un pato y leerle las
entrañas.
En rigor, y desde el punto de vista de un
físico, la predicción del tiempo (y no la predicción climática) es lo que
técnicamente llamamos un problema de valor inicial. No tan técnicamente... Existen unas
ecuaciones que permiten calcular el estado de la atmósfera en el instante de
tiempo t2 a partir del conocimiento del estado de la atmósfera en el instante
de tiempo t1 (t1<t2) y a partir del conocimiento de lo que denominaríamos
las "condiciones de contorno" aplicadas a la atmósfera. Por ejemplo,
la temperatura de la superficie del mar sería una condición de contorno, ya que
evoluciona con una dinámica que no es únicamente atmosférica. Cuando hablamos
de "el estado de la atmósfera", los físicos nos referimos a la
presión, la temperatura, la humedad atmosférica, las componentes del vector
viento y la densidad del aire (para algunos usos específicos existen otras,
pero no añaden nada nuevo a nuestra discusión).
Todas estas variables son funciones del espacio (la temperatura en
Madrid y en Aigües no ha sido igual hoy) y del tiempo (la temperaturas en
Aigües de ayer y de hoy a las 20:00 horas en ambos casos no son iguales).
Técnicamente, nosotros diríamos que la presión, la temperatura y el resto de
variables salvo el viento forman un campo escalar que representaríamos como P
(latitud,longitud,altura,tiempo), mientras que el viento sería un campo
vectorial (formado por tres campos escalares, uno para cada componente (u,
zonal, v, meridional y w, vertical) del vector velocidad del viento.
Las variables que forman el sistema básico
empleado en la predicción del tiempo se relacionan entre sí mediante leyes
físicas fundamentales conocidas desde al menos el siglo XIX (en algunos casos,
incluso el siglo XVII) para sistemas más sencillos que la atmósfera. Estas
leyes básicas son:
+ la segunda ley de Newton (Fuerza =
masa*aceleracion), aunque aplicada en un sistema de referencia en rotación (la
Tierra gira), lo que complica las cosas.
+ la ecuación de continuidad en el flujo de un
fluido (toda el agua que entra en un tubo debe salir).
+ el primer principio de la termodinámica
(todo el calor suministrado a la atmósfera se convierte en trabajo de expansión
del aire o se emplea en incrementar su temperatura).
+ la conservación de la humedad atmosférica
(la humedad aumenta cuando el agua se evapora en la atmósfera y disminuye cuando
el agua precipita).
+ la ecuación de estado de los gases perfectos
(la densidad de un gas es directamente proporcional a la presión e inversamente
proporcional a la temperatura).
Dos de los grandes éxitos de la meteorología
del siglo XX han sido:
1) Hacia 1905, descubrir
que la predicción del tiempo era un problema de valor inicial desde el punto de
vista teórico, aunque irresoluble de forma práctica.
2) Hacia 1950, descubrir
que este problema irresoluble en la práctica se podía resolver aproximadamente
empleando ordenadores. Y fíjate que recalco lo de aproximadamente, pero no exactamente.
Vamos, que desde
mediados del siglo XX, las leyes físicas que describen la predicción del tiempo
son razonablemente conocidas. No se conocen todas. Falta por saber la manera
exacta como se describe el rozamiento en función de la turbulencia, por
ejemplo, y, en mi opinión, no se va a conocer del todo nunca, pero bueno, eso
no pasa de ser mi opinión. Tampoco se resuelven en detalle aspectos como la
formación de las nubes o su influencia (de cada nube) en la transmisión de
radiación solar, por ejemplo. Pero el hecho de que se conozcan estas leyes no
quiere decir que el sistema sea fácilmente resoluble, sino todo lo contrario.
Las variables están relacionadas
mediante leyes no lineales y el sistema es determinista (el estado en t2
está determinado por el estado en t1) pero caótico (cualquier error en la condición
inicial se amplifica exponencialmente con el tiempo).
Este descubrimiento está
en la base de la famosa teoría del caosdeterminista (el efecto mariposa fue
formulado por Lorenz, meteorólogo, en la década de los 60).
Con el tocho anterior,
espero haberte convencido de que, realmente, la meteorología es una ciencia
cuantitativa perfectamente homologada.
La divergencia de las predicciones
Pero bueno, como tú bien
dices, es una ciencia no exacta y, en ocasiones, las predicciones se alejan de
la realidad (¿o es al revés?)
a) La divergencia de
las predicciones en el sistema físico aproximado
Como te decía antes, el
sistema no se puede resolver de forma exacta y se resuelve de forma aproximada.
Con lo que un modelo de predicción del tiempo global (todo el mundo) se
resuelve de forma aproximada creando celdillas de aproximadamente 20 km de
acho/largo y unos 60 niveles verticales (últimas generaciones de modelos). Este
sistema es lo único que se puede resolver numéricamente con un (super-)ordenador. Imagínate lo que pasa
con los Picos de Europa, por ejemplo, si su altura tiene que ser constante en
un uadrado de 20 km por 20 km. Imagínate qué pasa con el estrecho de Gibraltar
o con el alle del Ebro. Con ello voy a que el tiempo se predice para una Tierra
virtual que no deja de ser CASI como la Tierra real. Lo más aproximada posible,
si se quiere, dentro de la capacidad de los rdenadores actuales, pero solamente
aproximada. La topografía, las corrientes locales que aparecen en el Valle del
Ebro, son características que se pierden en un modelo global de predicción.
Pero ése no es el único
problema. Para resolver un problema de valor nicial hay que saber el estado de
la atmósfera en el instante de tiempo inicial. Es similar a lo que sucede
cuando quieres saber la velocidad de una piedra tres segundos después de
lanzarla hacia arriba bajo el efecto de la gravedad. Para ello, necesitas saber
con qué velocidad la has lanzado hacia arriba (5 o 50 km/hora no es lo mismo).
Para la atmósfera, sería necesario saber la velocidad, la presión, la densidad,
la humedad, la temperatura en todos los
puntos de la atmósfera en el instante de tiempo t1 con precisión absoluta. Y
eso no es posible, así que las predicciones se hacen a partir de un estado
inicial de la atmósfera en el instante de tiempo t1 que no deja de ser otra
aproximación virtual al estado real de la atmósfera.
Vamos, que lo que se
emplea es una estimación del estado inicial de la atmósfera. Lo que se llama un
análisis.
Ahora imagínate el caso
(real) de que los especialistas europeos empleen un método numérico X mientras
que los especialistas americanos empleen un método numérico diferente (Y) para
resolver en sus ordenadores (distintos) las ecuaciones que permiten predecir el
tiempo de pasado mañana. Imagínate que las estimaciones iniciales americanas y las
europeas no son iguales (que no lo son). Imagínate que las topografías
(aproximadas) de los americanos y de los europeos son distintas (porque sus
resoluciones también lo son)...
El resultado es que, si
bien tanto los americanos como los europeos predicen de forma global
razonablemente bien el tiempo, pues bien, siempre va a haber diferencias
explicables en función de las
diferencias entre las aproximaciones de unos y otros.
A efectos de la
predicción superficial (en un observatorio particular), las cosas son aún
peores. Los modelos de predicción que te he descrito dan los valores en todo el
globo, pero con poca resolución. Tú, como cliente final, quieres saber el
tiempo en Oñate, porque te vas al monte al Aitzgorri, y tu compañero de trabajo
se va a pasar el fin de semana haciendo surf en Deba. El acierto en la
predicción del tiempo de mañana puede ser un problema de supervivencia para los
marineros. Por otro lado, alguno, ante una predicción del tipo "chubascos
intermitentes en la costa" preguntara: "Ya, pero es que yo tengo una
boda en Lekeitio a las 13:00, ¿Qué zapatos me pongo?". Así que el INM
tiene que dar servicio a usuarios diferentes en actividades diferentes
partiendo de una información (única a nivel internacional) que es el valor de
presión, temperatura, etc... en un punto de una malla de 20 km x 20 km. Vamos,
que hay que "completar" esta
información para llegar a lo que demanda la sociedad. Para ello unos
actúan a "ojo", en base a su experiencia como predictores, otros
tienen métodos "objetivos" (numéricos) basados en técnicas lineales
(análisis de regresión o correlación canónica) o no lineales (redes neuronales,
etc..). Aquí tienes otra fuente de divergencia...
b) La divergencia de
las previsiones en los medios de comunicación y sitios de Internet
Hasta ahora, sin
embargo, no he detallado otra variable involucrada en tu problema. La variable
económica-capitalista. No sé exactamente qué sitios empleaste para revisar la
predicción, pero:
i) Algunos son
"públicos" y trabajan con sistemas de control de calidad públicos y
homologables (peor, malo, bueno, excelente) en términos científico-técnicos
"conocidos", con metodologías publicadas en lugares públicos, etc...
Podríamos estar hablando de fuentes como el centro europeo de predicción a
medio plazo (www.ecmwf.int), el Instituto Nacional de Meteorología (www.inm.es), etc..
ii) Otros son privados, que han contratado el
servicio a una empresa de la que se desconoce la metodología empleada, el
porcentaje de aciertos, si alguien independiente alguna vez ha evaluado la
bondad de las predicciones, etc... Sería el caso de empresas informativas que,
posiblemente en muchos casos, han contratado a una empresa de consultoría
meteorológica que les hace una predicción "mundial" por una pasta
gansa.
En fin, puesto a elegir,
yo me quedaría siempre con fuentes públicas y que detallan la metodología. Tu
quizás no entiendas la metodología, pero si alguien la detalla, eso quiere
decir que abre sus puertas para que el que quiera ver, vea. Está dispuesto a
asumir críticas (constructivas) por parte de otros miembros de la comunidad
científica a la que pertenece. Imagínate (por emplear un símil económico) que
te encuentras con una estimación del IPC cuya metodología no se detalla... Pues
ya tienes la puerta abierta a la arbitrariedad durante la revisión de las
pensiones (si, ya se que el sistema actual también es arbitrario y que la metodología se cambia si hace falta converger,
pero es solamente un ejemplo).
Así que, cuando postulas que los
suministradores de información la cotejen y hagan una especie de
homogeneización de "la predicción", estás planteando un deseo
irrealizable. Los centros Nacionales van a suministrar siempre la información
que tengan, de acuerdo a "su" mejor tecnología disponible, los
centros privados la van a suministrar de acuerdo a "su" mejor
tecnología disponible, y algunos la suministrarán de acuerdo al interés de la
patronal de hostelería que les paga para que la predicción de Semana Santa sea
buena y no contribuya a una cancelación masiva de reservas... El problema es
que, dejando de lado los piratas contratados por la patronal de hostelería,
todos están convencidos de que "su" predicción es "la"
mejor posible. Y a las empresas privadas les va su actividad económica en convencer a los clientes de que su tecnología
es la mejor tecnología del mundo mundial.
Vamos, que tú verás,
pero que esto te va a seguir pasando, al menos hasta que se (inter-)nacionalice
el suministro de predicción meteorológica. Y eso va contra el sentido de la
historia, como tú bien sabes. De aquí en adelante, el problema ya no es Física,
sino actividad económica/estructura social, así que el resto te lo dejo a ti.
Y si has llegado hasta
aqui.... eres un tipo muy paciente.
Jon Sáenz
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