En los últimos años, los Global Navigation Satellite Systems (GNSS) han pasado de ser la base del posicionamiento, la navegación y la sincronización del tiempo a convertirse en una fuente de datos atmosféricos de primer nivel. Lo interesante es que, al aprovechar cómo se deforman y retrasan las señales satelitales al atravesar la atmósfera, es posible extraer información esencial sobre el vapor de agua, un ingrediente clave del tiempo y el clima.
Este enfoque ha abierto todo un abanico de aplicaciones meteorológicas y climáticas: desde mejorar los pronósticos de lluvia y viento local, hasta alimentar con observaciones de alta frecuencia los modelos de predicción numérica del tiempo (PNT). Además, las redes GNSS globales y regionales, junto con nuevas herramientas y aplicaciones, permiten un seguimiento casi continuo del estado de la atmósfera y una monitorización robusta a largo plazo de la humedad ambiental.
Qué aporta GNSS a la meteorología moderna
A medida que las señales procedentes de constelaciones en órbita media terrestre (MEO) viajan hasta receptores situados en tierra o a bordo de satélites de órbita baja (LEO), se encuentran con la troposfera, esa franja de unos 15 km donde se concentra la mayor parte del tiempo atmosférico. Allí, los gradientes de vapor de agua, presión y temperatura afectan a la velocidad y a la trayectoria de la señal, introduciendo retrasos medibles.
De forma práctica, ese efecto se divide en dos componentes bien estudiados: por un lado, un retardo hidrostático bastante estable y relacionado con la presión; por otro, un retardo húmedo muy cambiante, ligado al contenido de vapor de agua. Separar ambos es esencial para comprender e interpretar la variabilidad real de la humedad que, como bien sabemos, manda en muchos procesos de nubes y precipitación.
Las estrategias de procesamiento GNSS modernas emplean funciones de mapeo para transformar los retrasos a lo largo de cada línea de visión en retrasos cenitales (por ejemplo, el Retardo Total Cenital, ZTD), y modelos estocásticos para estimar tanto el retardo húmedo como los gradientes horizontales. Ajustando con cuidado restricciones tipo caminata aleatoria u opciones similares, los análisis pueden capturar desde cambios graduales hasta picos muy rápidos de humedad atmosférica.
Este refinamiento metodológico, una vez descontadas las incertidumbres de órbitas y relojes (de satélite y receptor), reduce errores de posicionamiento y, sobre todo, abre la puerta a recuperar parámetros atmosféricos de gran utilidad operativa. En este contexto, no es baladí que el vapor de agua sea el gas de efecto invernadero natural más influyente, y que su monitorización sea crucial para comprender el clima y mejorar el pronóstico del tiempo.
De los retrasos al pronóstico: asimilación en los modelos PNT
Cuando transformamos los retrasos troposféricos a productos como el Retardo Total Cenital (ZTD) o el Vapor de Agua Precipitable (PWV), obtenemos observables listos para asimilar en los modelos de predicción numérica del tiempo. Estos datos, integrados junto a otras redes de observación, ayudan a ajustar mejor el momento y el lugar de la precipitación, el viento local o el avance de sistemas convectivos, y por ende mejoran las alertas de tiempo severo.
La ventaja operativa es clara: el vapor de agua, al intervenir directamente en los procesos de condensación y lluvia, aporta información muy sensible para anticipar tormentas, el comportamiento de ciclones tropicales o episodios de lluvias intensas. En entornos densamente instrumentados, incluso es posible implementar enfoques tipo tomografía, reconstruyendo en 3D la distribución del vapor de agua para explorar procesos finos dentro de las tormentas.
Para asimilación operativa en tiempo casi real (NRT), los flujos certificados permiten procesar y entregar soluciones cada 30–60 minutos, con estimaciones de retraso de entre 5 y 15 minutos de latencia. Este ritmo encaja con las ventanas de asimilación de muchos centros de predicción, aportando observaciones frecuentes y de calidad sin disparar la complejidad del sistema.
Cuando la situación lo exige, por ejemplo en seguimiento de tormentas, aeronáutica o respuesta rápida, también es factible actualizar los productos atmosféricos derivados del GNSS en tiempo real con frecuencias que van de segundos a pocos minutos. Esta capacidad alimenta la predicción inmediata (nowcasting) y aporta contexto local a cambios súbitos de humedad, temperatura o viento.
Investigación climática y monitorización a largo plazo
Más allá del pronóstico, los registros troposféricos de GNSS son una mina para la climatología. Las series largas capturan tendencias y oscilaciones en la humedad atmosférica que sustentan estudios de extremos de precipitación, cambios en la nubosidad o retroalimentaciones de humedad. Su disponibilidad 24/7 y el gran número de estaciones complementan perfectamente a radiosondeos y sensores satelitales.
No es casual que el IPCC subraye la importancia de disponer de observaciones coherentes del vapor de agua para entender la variabilidad y el cambio climático. Pero para que el registro sea confiable, la consistencia lo es todo: marcos de referencia estables, productos de órbita y sesgos homogéneos y estrategias de procesamiento sin saltos. Cualquier cambio brusco puede introducir rupturas que desvirtúen la señal climática real.
Diversos equipos, como las capacidades de Meteorología GNSS del GGE, han demostrado experiencia tanto en asimilación operativa como en análisis de fenómenos severos y series largas. Aquí, la homogeneización cuidadosa, similar a la que se realiza con otros datos climatológicos, evita interpretaciones erróneas y garantiza registros comparables a lo largo de años o décadas.
La era multiconstelación: más cobertura, más detalle
El salto cualitativo ha llegado con la integración de varias constelaciones: GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou, QZSS e IRNSS. Al combinar sus observaciones se gana cobertura espacial, geometría y frecuencia de muestreo, lo que redunda en estimaciones atmosféricas más robustas y detalladas que ayudan a captar fenómenos locales.
Con este nivel de densidad y diversidad, afloran señales de mesoescala como células convectivas, brisas marinas o gradientes de humedad de corta duración que a veces escapan a los sistemas meteorológicos tradicionales. Además, en áreas con redes de observación más dispersas, el GNSS actúa como un complemento rentable y flexible para estudiar tanto eventos extremos como variaciones de largo plazo.
Navegar en la complejidad: modelización y restricciones adaptativas
Modelar la troposfera no es fácil: el transporte de humedad es dinámico y los eventos convectivos pueden dispararse en minutos. Las restricciones estocásticas habituales (por ejemplo, caminata aleatoria para el retardo húmedo) no siempre representan la realidad atmosférica: pueden infracapturar picos repentinos o sobreadaptarse cuando la atmósfera está estable.
La investigación avanza hacia esquemas adaptativos en función de indicadores meteorológicos casi en tiempo real. Esta vía permite dar mayor libertad al modelo cuando se detectan gradientes abruptos y, al contrario, reforzar la regularización cuando todo está tranquilo. El resultado es una mejor fidelidad en la recuperación del vapor de agua sin sacrificar estabilidad numérica.
En paralelo, la calidad de los productos depende de alinear órbitas, relojes y sesgos instrumentales con precisión, de forma que la información troposférica no se contamine por errores sistemáticos. Todo ello redunda en soluciones más exactas de posicionamiento y en estimaciones atmosféricas más útiles para PNT, aviación o gestión de emergencias.
De la teoría al terreno: instrumentos de campo con GNSS
En trabajos a pie de campo, una estación meteorológica de mano con receptor GNSS integrado marca la diferencia. Hablamos de un instrumento profesional que mide simultáneamente velocidad y dirección del viento (compatible con veleta opcional), temperatura, humedad relativa, presión atmosférica, intensidad de luz y radiación UV; y además calcula indicadores derivados como temperatura de sensación y punto de rocío. Esta versión concreta incorpora termómetro infrarrojo y receptor GNSS para georreferenciar mediciones.
El equipo ofrece un diseño compacto con pantalla LCD a color de 2,6 pulgadas y una memoria interna capaz de almacenar hasta 65.535 registros. La descarga de datos puede realizarse por Bluetooth, USB y Wi‑Fi (opcional), lo que agiliza el flujo de trabajo desde el terreno a la oficina sin dolores de cabeza.
La autonomía es otro punto fuerte: con batería recargable que dura hasta 400 horas en reposo y unas 24 horas en funcionamiento continuo, el instrumento aguanta jornadas largas. La recarga se realiza con el cable USB incluido, así que no necesitas adaptadores raros para mantenerlo operativo.
Para mejorar la ergonomía y la precisión, existe un kit de accesorios opcional que incluye veleta, trípode y maletín de transporte. De esta forma, puedes estabilizar las mediciones de viento, proteger el equipo y moverte con comodidad entre localizaciones.
En cuanto a especificaciones, no se deja nada en el tintero. Sensores: velocidad del viento (0–40 m/s, resolución 0,1 m/s, precisión ±0,5 m/s); dirección del viento (0–360°, 1°, ±4°); temperatura (−30 a 70 °C, 0,1 °C, ±0,3 °C); infrarrojos (−70 a 380 °C, 0,1 °C, ±0,5 °C); humedad relativa (0–100 % RH, 0,1 % RH, ±3 % RH); presión (300–1.100 hPa, 0,1 hPa, ±0,5 hPa); luz (0–128.000 lux, resolución 1 lux); UV (280–400 nm, índice 0–11). El apartado eléctrico contempla alimentación 5 VDC y salidas Bluetooth, USB y Wi‑Fi (opcional). Y en lo mecánico: temperatura de funcionamiento −40 a 80 °C, material plástico de alta resistencia, dimensiones 58 × 144 × 36 mm y peso de 168 g.
Apps GNSS útiles en el día a día profesional
Si necesitas visualizar y registrar métricas GNSS desde el móvil, GNSS Viewer resulta muy práctica. Muestra posición (lat/long, UTM o SWEREF 99), precisión opcional, altitud, velocidad o ritmo, rumbo, hora UTC o local y, si quieres, datos de satélites. Mientras te desplazas, calcula distancia recorrida y puede registrar la traza a intervalos definidos por el usuario.
Las funciones de exportación permiten sacar la ruta en GPX o CSV y compartirla por correo, además de copiar la posición al portapapeles, definir waypoints o limpiar trazas y puntos. También puedes elegir unidades (km, millas, yardas o millas náuticas), formato de latitud/longitud (decimal, grados-minutos o grados-minutos-segundos) y compartir la ubicación por SMS o correo electrónico.
Un detalle a valorar: la app no incluye publicidad y no recoge ni transmite datos personales, algo que agradecerás si trabajas con información sensible o simplemente quieres mantener la privacidad mientras registras tus recorridos.
Redes públicas y diagnóstico NTRIP: Visor GNSS
En España y Portugal, la aplicación Visor GNSS, desarrollada por la Red Extremeña de Posicionamiento, es una aliada para quienes trabajan con redes GNSS públicas. Su mapa muestra el estado de las estaciones de todas las redes colaboradoras, con iconos y colores diferenciados por red y por estado de cada estación.
La pestaña de Análisis NTRIP es doblemente útil: por un lado, comprueba in situ el estado de un cáster, un mountpoint, la conexión a Internet y las credenciales de acceso; por otro, según tu ubicación, calcula qué estación de la red seleccionada es la más cercana y a qué distancia está.
Además, dispone de un Cliente NTRIP Bluetooth que establece una conexión entre el cáster NTRIP y un dispositivo Bluetooth, enviando todo el flujo de datos saliente al receptor. La Agenda NTRIP permite guardar y cargar perfiles de conexión habituales para acelerar el trabajo a pie de campo.
¿Por qué usarla? Porque aporta información en tiempo real, diagnóstico y herramientas de autocomprobación que facilitan resolver fallos de conexión sobre el terreno. Es compatible con todas las redes públicas adheridas al Visor GNSS y puede descargarse desde Google Play. Y si te planteas renovar equipo de topografía, puedes echar un ojo a la web de Topocomponentes.
Red de estaciones permanentes de Canarias: datos RINEX y correcciones en vivo
La red de estaciones permanentes del archipiélago canario ofrece un servicio de posicionamiento de alta precisión con receptores GNSS. Cuenta con 17 estaciones cuyo estado se puede consultar en tiempo real desde el visor IDECanarias: en el mapa, el color verde indica que el receptor está operativo, mientras que el rojo señala que está fuera de servicio.
Esta red brinda dos servicios principales. Primero, la descarga gratuita de ficheros RINEX, organizados en series de 30 s por días y de 1 s por horas, accesibles en el servidor https://gnss.grafcan.es. La estructura de carpetas es: RNX3 Diario30s y Horario1s; siguiendo las recomendaciones europeas (EUREF, EPN), desde julio de 2022 solo se almacena RINEX 3, conservando RINEX 2.11 hasta esa fecha en RNX2.
Segundo, el servicio de correcciones en tiempo real para posicionamientos precisos durante la toma de datos. Requiere receptores compatibles con CMR+, RTCM 2.3, RTCM 3.1 o RTCM 3.2 (este último disponible para todas las estaciones salvo San Miguel y Tías) y conexión a Internet. Los datos de acceso incluyen IP 195.53.241.146, puerto 2101 y punto de montaje CERCANA3M o la URL http://195.53.241.146:2101.
Para conectarse al servicio en vivo es necesario abonar una cuota anual por receptor y disponer de credenciales (usuario y contraseña NTRIP). Si perteneces a una administración pública con contrato de Mantenimiento de SITCAN con GRAFCAN, no se aplica la tarifa. En caso contrario, hay que adquirir la conexión anual en la tienda virtual (sección Varios) e indicar el número de pedido/factura en el formulario de alta (Asunto: «Alta estaciones GNSS – CONEXION TR»).
Casos de uso y sectores beneficiados
Los productos atmosféricos de alta frecuencia derivados del GNSS benefician a quienes requieren posicionamientos rápidos y precisos: desde la aviación hasta la respuesta ante desastres, pasando por la asimilación de datos en modelos PNT. En escenarios de rápida evolución, poder actualizar cada pocos minutos la información sobre el vapor de agua o el viento local marca la diferencia operativa.
Al mismo tiempo, los registros a largo plazo apoyan la investigación de tendencias climáticas, vigilando cómo evolucionan los patrones de humedad estacional y anual. Esa combinación de inmediatez y perspectiva histórica convierte al GNSS en un puente entre la meteorología operativa y la climatología de serie larga.
Recursos y lecturas recomendadas
Si quieres profundizar en metodologías y aplicaciones, aquí tienes algunos documentos de referencia donde se abordan métodos, calibraciones y casos de estudio relacionados con meteorología GNSS y climatología espacial:
- Documento AEMET sobre calibración y aplicaciones GNSS — PDF de acceso público.
- Meteorología GNSS y climatología espacial: métodos y aplicaciones — PDF académico.
- Artículo en Geociencias sobre GNSS — descarga en PDF.
El GNSS no solo perfecciona el posicionamiento; también ofrece un canal de observación atmosférica que alimenta pronósticos más finos, acelera la predicción inmediata, sostiene registros climáticos sólidos y se apoya en redes públicas, apps y equipos que facilitan su uso a pie de campo y en centros de operaciones meteorológicas.
