Predicción de olas anormales a partir de mediciones de boyas
En un estudio se presenta una nueva herramienta que se puede utilizar para predecir la aparición de olas inusualmente grandes e impredecibles en el mar, conocidas como olas inesperadas (en inglés rogue waves, u olas rebeldes o vagabundas), hasta cinco minutos en el futuro.
Los autores sugieren que la herramienta podría usarse para emitir advertencias anticipadas a barcos y plataformas marinas permitiendo a quienes trabajan en ellos buscar refugio, realizar paradas de emergencia o maniobrar para minimizar los impactos de las olas gigantes que se aproximan.
La herramienta, desarrollada por Thomas Breunung y Balakumar Balachandran de la Universidad de Maryland, consiste en una red neuronal que ha sido entrenada para distinguir las olas del océano que serán seguidas por olas gigantes de aquellas que no.
Los autores entrenaron la red neuronal utilizando un conjunto de datos que consta de 14 millones de muestras de 30 minutos de duración de mediciones de elevación de la superficie del mar de 172 boyas ubicadas cerca de las costas de los Estados Unidos continentales y las islas del Pacífico. Utilizaron su herramienta para predecir la aparición de olas gigantes utilizando un conjunto de datos separado que consta de 40.000 mediciones de elevación de la superficie del mar de las mismas boyas.
Imagen: Predicciones e intervalos de confianza de la red LSTM para datos de prueba desequilibrados con una proporción realista de muestras de olas gigantes y muestras de olas no gigantes.
Los autores descubrieron que su herramienta era capaz de predecir correctamente la aparición del 75% de las olas gigantes un minuto en el futuro y del 73% de las olas gigantes cinco minutos en el futuro. La herramienta también pudo predecir la aparición de olas gigantes cerca de dos boyas no incluidas en los conjuntos de datos utilizados en el entrenamiento con un 75% de precisión en un minuto en el futuro. Esto pone de relieve que la herramienta puede ser capaz de predecir olas gigantes en nuevas ubicaciones.
Los autores sugieren que la precisión y el tiempo de alerta anticipada de los pronósticos de su herramienta podrían mejorarse aún más incorporando datos de la profundidad del agua, la velocidad del viento y la ubicación de las olas. Futuras investigaciones también podrían permitir predecir las alturas de las próximas olas gigantes o los momentos en que podrían surgir, añaden.
"Las olas gigantes son un tipo de fenómeno extremo", afirmó Breunung. "Nuestro enfoque basado en datos podría ser útil para comprender y predecir otros fenómenos extremos asociados, por ejemplo, con el cambio climático y el proceso de combustión".
El estudio se ha publicado en Scientific Reports: Prediction of freak waves from buoy measurements
