Un equipo de investigación de la Universidad de Jaén ha comprobado la eficacia de estos dispositivos que reciben señales de satélites de navegación para medir la cantidad de vapor de agua presente en la atmósfera. Este avance permitiría crear redes mucho más económicas para analizar y anticipar cambios climáticos a pequeña escala.
En la década de los 50 del siglo pasado se lanzaron los primeros satélites artificiales al espacio. Este hito, acompañado de un potente desarrollo tecnológico, contribuyó a grandes avances en distintos ámbitos científicos a través de la observación de la Tierra desde el espacio.
Uno de ellos fue el desarrollo de sistemas capaces de calcular posiciones y trayectorias con una precisión inédita. Una tecnología que, años después, daría lugar a los sistemas globales de navegación por satélite que hoy se emplean a diario en la Tierra.
La investigadora Mª Clara de Lacy tras instalación de estación GNSS
Pero las señales que envían esos satélites esconden una información que va más allá de calcular una posición sobre el mapa. Un equipo de la Universidad de Jaén ha demostrado que las antenas de bajo coste que las reciben pueden utilizarse también como sensores atmosféricos. El estudio, publicado en Remote Sensing Applications: Society and Environment, confirma que estos dispositivos permiten determinar la cantidad de vapor de agua presente en el aire, un parámetro que sirve para comprender cómo se forman las nubes, las tormentas y que también está relacionado con los episodios de sequía.
Humedad en la atmósfera
Las antenas GNSS son receptores que captan señales de satélites de navegación y que, instaladas en tejados o postes, reciben simultáneamente las emisiones de varios satélites. Su función principal consiste en calcular posiciones con gran precisión. Sin embargo, antes de llegar a la antena, las señales deben atravesar la atmósfera. “Durante este recorrido atraviesan la capa baja de la atmósfera, conocida como troposfera, que es donde se concentra el vapor de agua” explica a la Fundación Descubre la investigadora de la Universidad de Jaén María Selmira Garrido Carretero.
La investigadora Leire Retegui configurando equipo GNSS.
Ese retraso que sufre la señal en su recorrido contiene información científica de valor dado que, al medirla con precisión y aplicando modelos matemáticos, los investigadores pueden estimar cuánta humedad hay en la atmósfera. “Las señales que registran estas antenas contienen mucha más información de la que se utiliza normalmente. Analizando cómo se ralentizan al atravesar la atmósfera podemos obtener datos sobre la humedad del aire, una variable fundamental para comprender cómo evolucionan las precipitaciones”, explica Garrido Carretero.
Actualmente, las estaciones GNSS de alta precisión tienen aplicaciones en topografía, cartografía, ingeniería o geodesia. Sin embargo, estas infraestructuras suelen estar separadas por decenas de kilómetros, una distancia suficiente para su uso en posicionamiento, pero limitada para estudiar fenómenos meteorológicos muy locales. Las expertas detallan que el uso de antenas más económicas permitiría desplegar muchas más estaciones y crear redes de observación atmosférica más densas y precisas.
Para comprobar si estos dispositivos podían ofrecer datos fiables, el equipo comparó 18 meses de datos registrados por dos estaciones instaladas en el mismo punto del campus de la Universidad de Jaén. Una pertenecía a la Red Andaluza de Posicionamiento, una infraestructura científica de alta precisión. La otra era una antena de bajo coste instalada por las investigadoras del proyecto.
Antenas más baratas
Durante ese periodo, los expertos procesaron las señales recibidas por ambas antenas para calcular el retraso troposférico, un parámetro que permite estimar el vapor de agua atmosférico. Después, compararon los resultados obtenidos por los dos sistemas. “Los datos mostraron una coincidencia casi total entre ambos dispositivos. Esto demuestra que los equipos de bajo coste pueden funcionar como sensores atmosféricos fiables”, aclara la investigadora María Clara de Lacy Pérez de los Cobos, coautora del proyecto.
Antena GNSS low-cost en comparación con un ratón de ordenador.
Este hallazgo abre la puerta a la creación de redes GNSS con fines meteorológicos más económicas y que analizan cambios de humedad atmosférica con mayor detalle.
Una señal que anuncia lluvia
Entre sus posibles aplicaciones destacan:
- Mejorar la predicción de lluvias intensas.
- Analizar episodios de sequía.
- Comprender mejor la formación de tormentas locales.
Con este objetivo, el grupo Microgeodesia Jaén ha comenzado a desplegar una red experimental denominada JAENet, formada por cinco estaciones GNSS de bajo coste distribuidas en distintos puntos de la provincia.
Cada segundo, miles de señales viajan desde los satélites hasta la superficie terrestre. Nacieron para ayudarnos a orientarnos, pero en su camino atraviesan la atmósfera y registran pequeñas pistas sobre lo que ocurre en ella. Y es que lo que antes servía para ubicarnos también permite analizar la meteorología local.
Más información en #CienciaDirecta: Demuestran la eficacia de antenas GPS de bajo coste como sensores atmosféricos para monitorizar el clima a escala local
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