La Agencia Estatal de Meteorología (AEMET), sucesora de la centenaria Dirección General del Instituto Nacional de Meteorología, y actualmente adscrita al Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico, contará desde finales de mayo con los servicios de Cirrus, el segundo ordenador más potente de España tras el Mare Nostrum del Barcelona Supercomputing Center (BSC).
Con casi diez veces más capacidad de computación que el superordenador actual de la AEMET, Cirrus, que ocupará una habitación propia de más de 20 metros cuadrados, almacenará toda la información climatológica de los últimos 125 años y permitirá hacer predicciones más precisas y proyecciones con mayor resolución.
Hasta el cuarenta de mayo, ¿no te quites el sayo?
Durante milenios, los seres humanos, especialmente los agricultores y los marinos, han alzado la cabeza, han observado el cielo y se han preguntado qué les depararía el futuro, para bien o para mal, a sus cosechas o a sus viajes.
Hasta principios del siglo pasado nuestros abuelos realizaban sus predicciones y elaboraban sus patrones climáticos a partir de la observación del clima y de la experiencia acumulada durante generaciones.
Lo esperable era que, en determinados lugares, en abril las aguas fueran mil, que hasta el cuarenta de mayo no conviniera quitarse el sayo o que si el cielo amanecía “empedrado” (nubes dividas en pequeños fragmentos de cirrocúmulos o altocúmulos que suelen indicar inestabilidad) durante la jornada el suelo acabara “mojado”.
Hoy en día, los meteorólogos disponen de una ingente cantidad de datos sobre el estado de la atmosfera, datos provenientes de satélites, radares, etc., que permite realizar predicciones que, como es obvio, se caracterizan por una fiabilidad mucho mayor que la proveniente de la a veces contradictoria sabiduría popular.
Esta enorme cantidad de datos requiere también de un aumento de la capacidad de cálculo de los superordenadores que permita procesar un número elevadísimo de datos a una velocidad inevitablemente “inhumana”, utilizar mejores métodos de cálculo y realizar simulaciones con un mayor grado de certidumbre.
De Cirrus se espera que permita predecir el clima de manera más precisa y más detallada, que lo haga en menos tiempo y con mayor antelación (con partes a 12 horas y actualizaciones horarias), y que calcule con mayor resolución las dimensiones espaciales de los fenómenos climáticos, de modo que podamos llegar a predecir qué ocurrirá no solo, por ejemplo, en una gran ciudad, sino en una sección específica de esta ciudad.
Actualmente, además de alzar la vista y observar el cielo, los ciudadanos de este país realizamos mensualmente casi 30 millones de consultas a la web de la AEMET. Y no solo lo hacemos para averiguar si el fin de semana nos “hará buen tiempo”, también lo hacemos porque las predicciones climáticas son imprescindibles para tomar decisiones muy relevantes en el ámbito de la gestión del agua, de la generación de energía, de la agricultura, la pesca y el turismo, entre otros.
El conocimiento añadido
Para la gestión del agua, uno de los ámbitos donde tan necesario es contar con buenas predicciones climáticas, disponemos de sensores que proporcionan datos de temperatura, de nivel de río, de profundidad del acuífero o de intensidad de lluvia; disponemos de satélites que suministran datos sobre el espesor de nieve o la humedad del suelo….
Pero el agricultor, para gestionar sus cultivos, precisa disponer no solo de datos, sino especialmente de un conocimiento muy concreto sobre cuándo y cómo va a llover, sobre cuál será la cantidad de agua que discurrirá por el canal o podrá extraer del el pozo, y sobre cuáles serán las temperaturas en un futuro inmediato o en los próximos meses.
Al organismo encargado de gestionar los embalses de una cuenca le gustaría saber de antemano cuál será el volumen esperado de lluvia transformada en agua en el embalse para decidirse a abrir compuertas o no.
Y las minicentrales hidroeléctricas querrían conocer cuánta agua podrán derivar del río sin dejar a éste por debajo del caudal ecológico.
Como hemos señalado en otro artículo en este mismo blog, disponemos de datos, pero aún necesitamos dar un salto que nos permita transformar el dato en información, y la información en conocimiento concreto, práctico y rentable.
Se requiere una cadena continua entre los sensores meteorológicos, las imágenes de satélite o radar y las previsiones climáticas; entre previsiones climáticas y previsiones hidrológicas; y también entre las previsiones y la evolución futura del caudal en superficie o el nivel del acuífero, para, finalmente, con toda esta información encadenada, cubrir el último salto.
Un último salto que consiste en la elaboración de los criterios que ayuden al agricultor o al gestor del embalse o de la minicentral a llevar a cabo una mejor gestión de su parcela en un momento concreto o, en un encadenamiento similar, que ayuden en la gestión de desembalses en avenidas, en el manejo de depuradoras o de plantas de tratamiento de agua.
Este último salto requiere añadir conocimiento hidrológico e hidráulico a los resultados de las previsiones de Cirrus, para generar otras previsiones más cerca de la toma de decisiones y, así, aprovechar al máximo toda esa enorme potencia de cálculo.
Supercomputación vs. Computación en la nube
Solo determinados problemas requieren el uso de supercomputadores, o bien por su extraordinaria complejidad y complicación, o bien por su magnitud, como por ejemplo aquellos fenómenos globales que no puedan reducirse a un conjunto de fenómenos locales suficientemente independientes entre sí. Los procesos meteorológicos serían uno de estos fenómenos necesariamente globales.
Sin embargo, la mayoría de acciones en la naturaleza permiten una buena aproximación local, de ahí, por ejemplo, el concepto de “masa de agua” que reconoce una cierta unidad hidrológica a una división territorial.
En aquellos casos en que pueda realizarse una división del problema, la mejor aproximación a su modelación es la computación en la nube.
“Divide y vencerás”.
Es decir, divide el fenómeno global, por ejemplo el hidrológico, en pequeños modelos locales, masa de agua, y asigna un ordenador en la nube del tamaño necesario a cada modelo local, para finalmente resolverlos todos a la vez.
Es importante, pues, distinguir entre problemas susceptibles de ser divididos y soluciones capaces de escalar. La solución óptima pasa por la aplicación de la supercomputación y computación en la nube, de ambas: el uso de Cirrus por la AEMET será el gran paso al que acompañará una proliferación de cálculos paralelizados en la nube que acercarán los datos al proceso de decisión.
