D7 Reanálisis y Productos Integrados

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Los reanálisis climáticos son reconstrucciones retrospectivas del sistema climático que combinan observaciones históricas de superficie y satélite con modelos numéricos mediante técnicas de asimilación de datos. El resultado es un campo tridimensional y temporalmente continuo de variables como temperatura, viento, humedad y presión, representadas sobre una malla regular. Así, el reanálisis proporciona valores para cualquier punto y momento dentro de su cobertura, incluso donde no existieron observaciones directas.

El reanálisis atmosférico de referencia actual se extiende desde 1940 hasta el presente, con una resolución horizontal cercana a 31 kilómetros y 137 niveles verticales distribuidos en la columna atmosférica. Existen además reanálisis independientes desarrollados por otras agencias con características comparables. La disponibilidad de varios productos permite contrastar sus reconstrucciones: las regiones o períodos donde presentan mayores diferencias indican una mayor incertidumbre sobre el estado climático reconstruido.

Los reanálisis oceánicos aplican el mismo principio al océano. Combinan modelos numéricos con las observaciones disponibles, entre ellas perfiles de temperatura y salinidad obtenidos por flotadores autónomos y cruceros oceanográficos. De esta integración resulta una representación tridimensional continua de temperatura, salinidad y corrientes, que incluye también regiones sin mediciones directas.

La técnica fundamental que permite construir estos productos es la asimilación de datos. En cada etapa se combina el pronóstico proporcionado por el modelo, denominado fondo, con las observaciones disponibles para obtener una estimación mejorada del estado del sistema, denominada análisis. Los métodos modernos buscan equilibrar ambas fuentes de información teniendo en cuenta sus respectivas incertidumbres.

Una de las técnicas principales es la asimilación variacional en cuatro dimensiones. Esta minimiza una función de costo que penaliza tanto la diferencia entre el análisis y el estado de fondo como la diferencia entre el análisis y las observaciones. Además, exige que la evolución resultante sea compatible con las ecuaciones del modelo durante toda la ventana temporal considerada. De este modo, una observación aislada y poco confiable no obliga al análisis a alejarse excesivamente del estado proporcionado por el modelo: el peso de cada dato depende de su confiabilidad.

Junto con los reanálisis existen productos integrados de precipitación que utilizan una lógica semejante de combinación de información. Estos fusionan las mediciones obtenidas por satélites mediante radar y radiómetros pasivos de microondas con registros de pluviómetros de superficie. Los satélites aportan una extensa cobertura espacial, mientras que los pluviómetros proporcionan mediciones puntuales precisas. Los algoritmos de fusión aprovechan ambas ventajas para producir estimaciones globales de precipitación con frecuencias que pueden alcanzar media hora y resoluciones espaciales del orden de una décima de grado, características que ninguna de las fuentes podría proporcionar por sí sola.

Otro producto integrado corresponde a las bases de datos de índices climáticos extremos. Estas utilizan observaciones diarias previamente homogeneizadas para calcular indicadores estandarizados, como percentiles de temperatura, número de días de helada, duración de olas de calor y máximos de precipitación. La homogeneización previa busca generar series comparables en el tiempo antes de utilizarlas para caracterizar cambios y extremos climáticos.

En conjunto, los reanálisis atmosféricos y oceánicos, los productos integrados de precipitación y las bases de índices extremos transforman observaciones dispersas, incompletas y obtenidas mediante instrumentos diferentes en representaciones coherentes del sistema climático. Los reanálisis utilizan modelos y asimilación para reconstruir campos continuos; los productos de precipitación fusionan información satelital y terrestre, y las bases de índices procesan series homogeneizadas para describir extremos. Su función común es proporcionar una visión espacial y temporalmente completa y consistente del clima que ninguna observación aislada podría ofrecer.

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