Las previsiones meteorológicas marinas se mejoran con inteligencia artificial

costa de Columbia Británica
Un rayo cae sobre la costa de Columbia Británica, visto desde un ferry que viaja entre comunidades.

Se están eliminando algunas de las conjeturas sobre la seguridad marítima

Jake Spink pescó en la escarpada costa de Columbia Británica durante cuatro décadas. Ahora, como presidente de British Columbia Coast Pilots (una asociación de capitanes altamente capacitados que cada año guían a miles de petroleros, cruceros y otras grandes embarcaciones hacia los puertos de la provincia), Spink puede dibujar de memoria detallados mapas de la costa.

Aun así, navegar por el clima inestable y a veces peligroso de la región puede ser un desafío.

Hubo muchas ocasiones en las que Spink navegó a motor por un canal en calma, con un café en la mano, y giró entre dos islas para enfrentarse de repente a un rocío cegador y a olas rompiendo sobre la proa. En dos ocasiones, mientras volaba en medio de tormentas cerca de Haida Gwaii, frente a la costa norte de la provincia, luchó contra vientos de 100 kilómetros por hora (lo suficientemente fuertes como para arrancar un árbol) que soplaban desde el sureste, pero que en diez minutos cambiaron a un aullido igualmente fuerte que venía del noroeste.

"Es chocante que el viento cambie de dirección tan rápido", afirma Spink. "Eso es lo que pilla desprevenida a la gente".

Consultar el pronóstico del tiempo no siempre ayuda. En Columbia Británica, como en muchas regiones costeras, predecir el tiempo es notoriamente difícil. Las altas montañas y los estrechos canales canalizan el viento, atrapan la niebla y hacen que el aire húmedo descargue torrentes de lluvia, mientras que las mareas extremas y las rápidas corrientes crean imponentes olas. El resultado es un mosaico de peligrosos microclimas meteorológicos, donde las condiciones pueden variar enormemente entre fiordos vecinos y entre pequeñas islas.

El problema, explica Melissa Westland, estudiante de posgrado del Equipo de Investigación de Pronóstico del Tiempo de la Universidad de Columbia Británica, es que los modelos meteorológicos se basan en patrones climáticos regionales y no tienen en cuenta la dramática influencia de un terreno tan diverso. "Las precipitaciones y el viento son particularmente difíciles de pronosticar", dice Westland. Los fuertes vientos provocan olas, lo que hace que la navegación sea mucho más peligrosa para las embarcaciones comerciales y recreativas.

El gobierno canadiense opera alrededor de 60 estaciones meteorológicas terrestres y boyas a lo largo de la costa de Columbia Británica, pero están demasiado dispersas como para recoger las condiciones en todas partes. Para decidir si es seguro zarpar, los capitanes de barco deben elegir entre servicios meteorológicos por suscripción y aplicaciones gratuitas, dice Scott Beatty, director ejecutivo de MarineLabs, una empresa emergente con sede en Victoria. Incluso se sabe que los capitanes de ferry, responsables de trasladar de forma segura a cientos de personas entre puertos, consultan foros de windsurf para obtener información.

A medida que la inteligencia artificial se vuelve más común, la compañía de Beatty está construyendo un nuevo sistema de pronóstico meteorológico basado en aprendizaje automático para hacer que el transporte marítimo sea más seguro. Beatty dice que la mayoría de los usuarios no se dan cuenta de que las aplicaciones meteorológicas existentes, como Windy y Windfinder, casi todas muestran los mismos pronósticos gubernamentales.

Pero desde 2017, MarineLabs ha desplegado más de 60 nuevas boyas meteorológicas y conjuntos de sensores para recopilar datos adicionales sobre las condiciones a lo largo de rutas de navegación cruciales cerca de Vancouver y Prince Rupert, los puertos más grandes de la costa oeste de Canadá, alrededor de los principales puertos de la costa este y en una ubicación de prueba en los Estados Unidos.

Cada 15 minutos, los dispositivos de MarineLabs cargan a un tablero digital datos de viento y olas en tiempo real; algunos también toman fotografías de 360 ​​grados. Beatty afirma que, con tan solo nueve meses de datos de sensores, MarineLabs puede usar el aprendizaje automático para detectar patrones en las diferencias entre el clima alrededor del sensor y el pronóstico regional más amplio.

Por ejemplo, un arrecife poco profundo podría ser más ventoso o tener olas más grandes de lo esperado. Con estos patrones, la start-up puede generar pronósticos hiperlocales mejorados, un servicio pago que comenzó a ofrecer en julio de 2024. "Es bastante sorprendente", dice Beatty. "Funciona mucho mejor de lo que esperábamos".

boya de MarineLabs

Imagen: Una boya equipada con sensores de MarineLabs soporta condiciones climáticas adversas cerca de la isla de Vancouver, Columbia Británica.

Hace veinte años, dice Spink, los marineros observaban el barómetro y escuchaban los informes de la radio marina para monitorear las tormentas. Ahora, equipados con pronósticos meteorológicos hiperlocales, los pilotos costeros y las autoridades portuarias tienen información más precisa para decidir si un barco debe apresurarse a llegar al puerto antes de que llegue una tormenta o esperar en el mar. "Cuando observamos estas boyas y vemos que [la visibilidad] está restringida, entonces podemos cancelar el proyecto antes de que sea demasiado tarde", afirma.

Los primeros intentos de realizar pronósticos hiperlocales demostraron la eficacia de esta técnica. En 2014, apenas un año después de que los pilotos costeros de la costa este de Canadá instalaran una boya meteorológica en la entrada al puerto de Halifax, Nueva Escocia, el Australian Spirit, un petrolero capaz de transportar 700.000 barriles de petróleo, perdió el timón debido al mal tiempo.

Utilizando un pronóstico basado en datos de boyas, los pilotos identificaron una ventana de 48 horas en la que las condiciones serían lo suficientemente tranquilas para que los remolcadores guiaran hasta el puerto al barco averiado. "Fue un proceso impecable", afirma Andrew Rae, el capitán retirado que lideró la iniciativa para instalar la boya. MarineLabs ahora cuenta con múltiples conjuntos de sensores distribuidos por la costa de Nueva Escocia para monitorear las condiciones con mayor detalle y actuar como sustituto cuando la boya original deja de funcionar.

Rae, quien pilotó algunos de los buques portacontenedores más grandes del mundo en el puerto de Halifax durante 35 años, dice que los mejores pronósticos locales también están ayudando al impulso de la industria naviera para descarbonizarse. Si los capitanes de barco son advertidos con antelación de que una tormenta les impide llegar al puerto, afirma, la mayoría reducirá la velocidad para evitar el mal tiempo, reduciendo así el consumo de combustible y emitiendo menos dióxido de carbono, que calienta el planeta.

MarineLabs es sólo una de las muchas empresas que buscan ayudar a los capitanes a tomar estas decisiones. Otras, como Sofar Ocean, ubicada en San Francisco, California, están desplegando boyas a la deriva que capturan datos de algunos de los grandes vacíos en el monitoreo del clima marino. Tomorrow.io, con sede en Boston, Massachusetts, lanzó su primer satélite de monitoreo en 2023 para incorporar aún más información a sus pronósticos personalizables impulsados ​​por IA.

Y a mayor escala, los gigantes tecnológicos Google, Microsoft, Huawei y otros están desarrollando algoritmos de IA que modelan y predicen el clima global, en algunos casos con mayor precisión que los pronósticos gubernamentales estándar.

Westland desea que MarineLabs facilite los datos brutos de sus sensores a los científicos que estudian cómo está alterando el cambio climático el clima en lugar de mantener la información detrás de un muro de pago. Pero, dice, "es genial tener más sensores en el océano".

Spink está de acuerdo. Cuando está a bordo de un enorme crucero con destino al centro de Vancouver y el viento de verano sopla desde el sureste, agradece el sistema de MarineLabs. "Cada vez hay más datos fiables que llegan de estas boyas", afirma. "Nos encantaría tener cinco o seis más en la costa".

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