Introduccin a modelamiento numrico de la atmsfera

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Introducción a modelamiento numérico de la
atmósfera

• Qué son los modelos de mesoescala?
• Resolución horizontal
• Resolución vertical
• Parametrización
• Condiciones de frontera e inicialización

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Qué son los modelos de mesoescala?

• modelo de predicción numérica del tiempo (PNT)
  cuya resolución horizontal y vertical es
  suficiente para pronosticar fenómenos
  meteorológicos de mesoescala.
• fenómenos, que a menudo son producto del
  forzamiento de la topografía o de los litorales,
  o están relacionados con la convección,

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ESCALA DE LOS FENÔMENOS METEOROLÓGICOS
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por qué son útiles?

• fenómenos severos (tornados y otros sistemas
  convectivos de mesoescala) ocurren principalmente
  a nivel de mesoescala.
• La visibilidad, la turbulencia, el tiempo que
  percibimos y el estado del mar pueden variar
  enormemente en distancias de pocos kilómetros y
  sus repercusiones pueden ser enormes

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Cumulunimbus y Sistemas Convectivos
LBA cptec - inpe
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Brisas marítima, fluvial, lacustre, terrestre
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Circulaciones de vale-montanha
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Modelo de mesoescala ? Modelo Regional

• distintas resoluciones horizontales, típicamente
  con un espaciado de malla inferior a los 30 km.
• ejecutase para un área limitada, y requieren
  información acerca de los límites de sus dominios.

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Algunas ventajas de modelos regionales

• Proporcionan mucho mas detalle y con mayor
  frecuencia y representan de forma exacta la
  intensidad de los fenómenos meteorológicos de
  escala menor.
• producen mejores pronósticos en regiones costeras
  y montañosas.
• (aprovechan conjuntos de datos topográficos de
  alta resolución e información detallada de
  temperatura de la superficie del mar, cuando
  están disponibles)

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Resolución horizontal

• Resolución horizontal está ligada al tamaño de
  las características meteorológicas que puede
  simular.
• Cuanto mayor la resolución, tanto más pequeñas
  las características que el modelo puede
  representar adecuadamente.

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Resolución horizontal

• Resolución está relacionada con la distancia
  entre los puntos de malla, en el caso de los
  modelos de malla,
• Cuanto menor el espaciamiento entre los puntos
  de la grilla, mayor es la resolución del modelo
• (o con el número de ondas empleadas para
  representar los datos meteorológicos, en el caso
  de los modelos espectrales)

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Qué espaciado de malla es necesariopara
resolver una característica meteorológica en
particular?

• Normalmente, necesitamos al menos cinco puntos de
  malla para definir una característica.

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Al aumentar la resolución,

• los recursos informáticos necesarios también
  aumentan, porque el modelo debe calcular los
  valores para un mayor número de puntos

• Es más, a medida que reducimos el espaciado de
  malla normalmente reducimos el tiempo que
  transcurre entre los pasos intermedios del
  pronóstico, con el resultado de que se necesitan
  pasos intermedios adicionales para producir un
  pronóstico de la misma duración.

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Resolución vertical

• Modelos también se deben diseñar con la
  resolución vertical adecuada para que puedan
  pronosticar (mejor) la estructura vertical
• normalmente tratamos de asignar una resolución
  vertical más alta a las zonas donde es más
  necesaria (por ejemplo, cerca de la superficie de
  la Tierra)
• De esta forma el modelo puede capturar la
  transferencia de calor y humedad en la capa
  límite planetaria, producida por el calentamiento
  diurno de la superficie.

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Coordenadas verticales

• Existen varios tipos de coordenadas verticales
  para representar las capas atmosféricas, cada uno
  de los cuales tiene sus propias ventajas y
  limitaciones.

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Parametrización(o la física del modelo)

• Los modelos no pueden resolver las
  características y/o los procesos que ocurren
  dentro de los límites de una sola celda de la
  malla.
• Por ejemplo
• - Una serie de obstáculos
• puede crear un flujo
• complejo con remolinos
• turbulentos.
• - La fricción es mayor
• cerca de los árboles y edificios
• altos que en las zonas abiertas.

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Parametrización

• los modelos deben representar el efecto total de
  los obstáculos y las superficies sobre el flujo
  mediante un único número que represente la
  fricción dentro de la celda.
• El método de representar dichos efectos sin
  calcularlos directamente se conoce como
  parametrización.
• Podemos concebir la parametrización en términos
  de modelar los efectos de un proceso (emulación)
  en lugar de modelar el proceso en sí (simulación).

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Ejemplos de procesos físicos que suelen
parametrizarse
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Condiciones de frontera

• son las condiciones meteorológicas, representadas
  en forma matemática, de los bordes del área de
  ejecución del modelo (topo e lateral)

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Inicialización

• problemas de arranque inicial relacionados con
  la inicialización (spin-up),
• spin-up, arrancar los movimientos verticales y
  las circulaciones divergentes hasta que alcancen
  la intensidad plena.
• En el inicio del ciclo de ejecución del modelo,
  con frecuencia estas circulaciones son demasiado
  débiles o no son coherentes.

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Inicialización

• El problema de inicialización depende de que
  manera se ha arrancado el modelo
• Dos tipos de arranque
• "en caliente" o "en frío
• Un arranque en frío suele utilizarse el
  análisis de otra fuente
• (un modelo global o un radiosondeo, se el
  dominio es pequeño)

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Inicialización

• En caliente, el modelo usa un sistema de
  asimilación para incorporar los datos, (sondeos o
  de superficie), de un período extendido para
  contribuir a crear el análisis.
• El sistema de asimilación de datos fusiona las
  observaciones con el ciclo de ejecución del
  modelo de modo tal que se conserve la circulación
  en curso.
• De esta forma, el análisis que resulta no
  coincide exactamente con las observaciones de
  superficie, pero refleja el desarrollo de las
  condiciones justo antes del análisis.

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Actividad complementar(tarea)

• Leer
• Funcionamiento de los modelos de mesoescala
• del Program COMET-UCAR-MetEd
• Que encuentra se en el link
• http//www.meted.ucar.edu/mesoprim/models_es/

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Actividad complementar(tarea)

• Leer
• Diez conceptos equivocados comunes sobre PNT
• Concepto equivocado 2
• La alta resolución lo arregla todo