Sistema de Predicción Numérica del Tiempo a muy corto plazo

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Vanesa Nieto Sánchez
hace 7 años
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1 Sistema de Predicción Numérica del Tiempo Colectivo de Autores (Jefa de Proyecto - MsC. Maibys Sierra Lorenzo - maibys.lorenzo@insmet.cu) Centro de Física de la Atmósfera INSMET - Instituto de Meteorología Noviembre, 2014

2 Sistema de Predicción Numérica del Tiempo El principal objetivo de este proyecto es desarrollar un sistema de pronóstico utilizando el acoplamiento de modelos de predicción numérica del tiempo y la asimilación de datos. Estado Actual: Pronóstico hasta 24 horas. Centro National de Física Weather de la Service Atmósfera - INSMET 2

3 Sistema de Predicción Numérica del Tiempo Internet y Red del INSMET Internet Modelo Global GFS Datos Geográficos Inicialización y Proceso de Asimilación de Datos ( 4 veces al día ) Datos de observaciones de: Estaciones en superficie (convencionales y automáticas). Boyas. Sondeos Aerológicos. Radares y satélites. Aviación y Barcos. Torres de gradiente Estructura del sistema Modelos Atmosféricos Modelo ARPS Modelo WRF Modelo MM5 Detección y seguimiento de tormentas por radares Modelos Oceánicos y de Oleaje Modelo HYCOM Modelo WW3 Visualización en Web FTP Plataforma Plataforma para el monitoreo, análisis y sistemas de alertas Evaluación operativa Leyenda Terminado En desarrollo aún Centro National de Física Weather de la Service Atmósfera - INSMET 3

4 Sistema de Predicción Numérica del Tiempo Predicción numérica del Tiempo Modelo WRF El modelo WRF-ARW está basado en el uso de métodos numéricos avanzados para la resolución de sistemas de ecuaciones que describen los procesos físicos que ocurren en la atmósfera. Este modelo cuenta con una potente ingeniería de software y además incorpora los últimos adelantos en el campo de la modelación numérica del tiempo. Parámetros Dominio 1 Dominio 2 Dominio 3 dx = dy = 27 km 9 km 3km nz = 28 niveles 28 niveles 28 niveles num_soil_layers = Diseño de los dominios p_top = 100 mb 100 mb 100 mb dt = 1 hora 1 hora 30 min y 5 min Duración del Pronóstico = 24 horas 24 horas 24 horas Centro National de Física Weather de la Service Atmósfera - INSMET 4

5 Sistema de Predicción Numérica del Tiempo Dominio de la región oriental No implementado por insuficiencia en los recursos computacionales National Weather Service 5

Sistema de Predicción Numérica del Tiempo Asimilación de datos de observaciones en superficie La asimilación de datos de estaciones de superficie influye positivamente en las condiciones iniciales,

6 Sistema de Predicción Numérica del Tiempo Asimilación de datos de observaciones en superficie La asimilación de datos de estaciones de superficie influye positivamente en las condiciones iniciales, para todas las variables excepto para la velocidad del viento. De forma general el efecto de convergencia hacia el pronóstico sin asimilación comienza después de las tres horas de pronóstico. Estaciones meteorológicas Boyas Sondeos Aerológicos Centro National de Física Weather de la Service Atmósfera - INSMET 6

7 Sistema de Predicción Numérica del Tiempo Importancia de la asimilación de datos provenientes de radares meteorológicos La asimilación de los datos de radar permite mejorar la inicialización de los modelos, en especial el campo de nubosidad y de precipitación. Además, su efecto puede mantenerse en la simulación por más de 6 horas de pronóstico y permite incorporar información tridimensional del estado de la atmósfera. Centro National de Física Weather de la Service Atmósfera - INSMET 7

Conversión del LRIT al McIDAS Areas necesario para el módulo de asimilación de datos ADAS LRIT data

8 Sistema de Predicción Numérica del Tiempo Recepción de datos de observaciones de satélite Estación para la recepción de datos: GOES 13 METEOSAT GEONETCAST Estado de la asimilación de datos de satélite: Conversión del LRIT al McIDAS Areas necesario para el módulo de asimilación de datos ADAS LRIT data McIDAS AREAS mci2arps adas arps2wrf wrf.exe Centro National de Física Weather de la Service Atmósfera - INSMET 8

9 Sistema de Predicción Numérica del Tiempo Ejemplos de salidas gráficas National Weather Service 9

10 Sistema de Predicción Numérica del Tiempo Sitio Web oficial del Sistema de Predicción Numérica del Tiempo a muy corto plazo National Weather Service 10

11 Evaluación de SisPI. Resultados Se evaluó el comportamiento de SisPI para el pronóstico de la precipitación. Dominios evaluados: 1 y 2(27 y 9 km) Datos con los que se realizó la verificación: Red de Estaciones Meteorológicas de Cuba y Satélite TRMM(25 km de resolución). Período de Evaluación: año 2008 Los experimentos realizados tuvieron como objetivo determinar: Mejor configuración del modelo WRF en cuanto a parametrizaciones de microfísica y cúmulos. Mejor inicialización(gfs análisis o GFS pronóstico) Impacto de la asimilación de datos de estaciones y sondeos. GFS-pronóstico, MF: WSM5, CU: Grell-Freitas, + Asimilación de Datos National Weather Service 11

12 Evaluación de SisPI. Resultados Inicialización(Acumulados) 00z 06z 12z 18z National Weather Service 12

13 Evaluación de SisPI. Resultados Inicialización(Error Absoluto Medio) 00z 06z 12z 18z National Weather Service 13

14 Evaluación de SisPI. Resultados Acumulado Mensual D01 Huracanes D02 sequía Meses de transición sequía National Weather Service 14

15 Evaluación de SisPI. Resultados Bias National Weather Service 15

16 Evaluación de SisPI. Resultados Acumulado(Espacial) D01 D02 National Weather Service 16

17 Evaluación de SisPI. Resultados Asimilación National Weather Service 17

18 Evaluación de SisPI. Resultados del Estudio de Casos. Huracán Sandy National Weather Service 18

19 Evaluación de SisPI. Resultados del Estudio de Casos Pronóstico con el modelo WRF Dominios de 27 y 9 km. Empleando configuración actual de SisPI National Weather Service 19

20 Evaluación de SisPI. Resultados del Estudio de Casos Pronóstico de Trayectorias National Weather Service 20

21 Distribución espacial de la precipitación y la nubosidad (radar vs modelo) Radar Modelo 13 de marzo del 2014 (1:00 pm) Radar 12 de marzo del 2014 (4:00 pm) Modelo National Weather Service 21

22 Sistema de Predicción Numérica del Tiempo Planes futuros: Además de completar las tareas mostradas al comienzo, por solicitud de los usuarios de SisPI incluimos: Extender los pronósticos de los dominios 1 y 2 a 72 horas. Extender los pronósticos del dominio 3 a 36 horas. Crear un producto de pronóstico cuantitativo de la precipitación a partir de conjuntos de modelos, para ello se combinan las salidas numéricas de SisPI con post-procesamiento estadístico (ENSEMBLES). National Weather Service 22

Sistema de Predicción Numérica del Tiempo Instituto de Meteorología Centro de Física de la Atmósfera Jefa del Proyecto MsC. Maibys Sierra Lorenzo maibys.lorenzo@insmet.

23 Sistema de Predicción Numérica del Tiempo Instituto de Meteorología Centro de Física de la Atmósfera Jefa del Proyecto MsC. Maibys Sierra Lorenzo Teléfonos: (+537) y (+537) Colectivo de autores: MsC. Maibys Sierra Lorenzo Lic. Adrian Luis Ferrer Hernández Lic. Yandy González Mayor Lic. Roilan Hernández Valdez Lic. Roberto Carlos Cruz Rodríguez Lic. Israel Borrajero Montejo Lic. Omar Puentes Ledesma Lic. Camilo Rodríguez Genó Lic. Arletis Roque Carrasco

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