Predecir la química del agua de mar con Microsoft Azure

Por: Daron Green, Subdirector de Microsoft Research

Predicting ocean chemistry using Microsoft Azure

Bill Dewey, que se dedica al cultivo de mariscos, recuerda la primera vez que escuchó hablar sobre la acidificación del océano, una frase que significa que se ha presentado un cambio en la química del agua de mar. Fue alrededor del año 2008, y Dewey trabajaba en Taylor Shellfish, una compañía que cultiva ostras en agua de mar en la costa de Washington. Ese año, miles de diminutas “semillas” de ostra murieron repentinamente. Hoy, un sistema de predicción basado en la nube de la Universidad de Washington (UW) y Microsoft Research pueden ayudar a la industria de mariscos a sobrevivir esos cambios mediante la entrega de pronósticos sobre el agua de mar.

Dewey, director de Asuntos Públicos en Taylor Shellfish, recuerda con claridad el momento cuando entró a una sala de conferencias donde una audiencia de ostricultores escuchó por primera vez que la acidificación del océano podría amenazar gravemente su industria. Aprendieron que la mayor cantidad de bióxido de carbono en la atmósfera estaba incrementando la acidez del agua de mar. En el 2013, el cuerpo legislativo de Washington intervino y pidió a la UW que estudiara y desarrollara un modelo predictivo de pronósticos, acertadamente llamado LiveOcean (océano vivo).

Al igual que un modelo numérico de predicción del clima, LiveOcean pronto ofrecerá un pronóstico que prediga, con días de anticipación, la acidez del agua en una determinada bahía del estrecho de Puget o en otras regiones costeras.

Parker MacCready, profesor de oceanografía física en la UW, es el científico que dirige al equipo de LiveOcean y quien utilizó Microsoft Azure para crear un sistema de almacenamiento basado en la nube. El sistema contiene cantidades enormes de datos de su modelo oceánico remoto, un Sistema de Modelado Oceánico Regional (ROMS, por sus siglas en inglés) que ayuda a alimentar los modelos de LiveOcean. El componente de Azure utiliza Python y la infraestructura web Django para proporcionar esos pronósticos en un formato fácil de entender. Para producir esos pronósticos, el sistema LiveOcean depende de otras fuentes, tales como datos de la Encuesta Geológica de Estados Unidos (para corrientes fluviales), pronósticos atmosféricos, y otro modelo oceánico llamado Modelo Oceánico de Coordenadas Híbridas (HYCOM, por sus siglas en inglés).

Dewey necesita información sobre los niveles de acidez porque una ostra bebé necesita crear de inmediato una concha para sobrevivir, y, para producir esa primera concha diminuta, el agua requiere contener iones carbonato. Taylor Shellfish cuenta con criaderos de ostras bebés y camas de “cultivo” donde las ostras jóvenes crecen hasta llegar a su madurez. Los pronósticos sobre la acidez del agua en ambos lugares podrían ayudar a la compañía a conocer el momento más seguro para hacer nacer las crías, así como el lugar más seguro para plantarlas.

La acidificación del océano es un problema global emergente, de acuerdo con la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA, por sus siglas en inglés). Los científicos apenas han comenzado a monitorear la acidificación del océano a nivel mundial, de modo que es imposible predecir con exactitud en qué maneras afectará al ambiente marino. En un informe, la NOAA escribió: “Es urgente fortalecer la ciencia para poder tomar acciones y decisiones firmes”.

Las herramientas de Azure permiten a todos acceder al sistema. MacCready está impaciente por ver cómo otros desarrollan sitios para, por ejemplo, proporcionar datos sobre corrientes fluviales a quienes practican el kayak o brindar información útil a los pescadores de salmón. Le entusiasma en especial el “monitoreo de partículas”, que le ayuda a ver hacia dónde se mueven las partículas individuales en el mar. Ese monitoreo podría, por ejemplo, predecir la dirección que tomaría un derrame de petróleo. Desde su punto de vista científico, la nube es el futuro, y comenta: “Brinda la capacidad de crear y utilizar diferentes recursos sin que tengas que salir a comprar hardware”.

La optimización y evaluación es esencial para producir predicciones confiables. En años recientes, MacCready y otros han estado verificando los pronósticos que genera LiveOcean. Realizan comparaciones entre los datos reales obtenidos mediante instrumentos físicos y las predicciones. Dentro de unos meses espera refinar las predicciones hasta el nivel de bahías independientes, lo cual le permitirá decirle a Dewey si la Bahía de Samish o la Bahía de Willapa, por ejemplo, es “segura” para las nuevas ostras.

El impacto de LiveOcean abarca mucho más allá que sólo la industria de mariscos. Jan Newton, oceanógrafo principal en el Laboratorio de Física Aplicada y codirector del Proyecto de Acidificación del Océano de Washington (WOAP, por sus siglas en inglés), considera que LiveOcean puede cambiar la manera en que el público percibe el cambio climático y la química del mar.

“Los modelos y portales de datos como LiveOcean pueden crear un puente [de entendimiento] porque incluso si la gente no entiende la química, puede observar el código de color y ver la manera en que éste cambia de acuerdo al lugar y la temporada”, afirma Newton. Dewey piensa que estas herramientas, actualmente utilizadas para medir la química del Océano Pacífico, serán adoptadas por otros para emplearlas en los mares de todo el mundo.

Tags: , , , , , , , , , , , ,

Publicaciones Relacionadas