EVALUACIÓN DE LA TEMPERATURA SIMULADA POR EL MODELO WRF EN REGIONES AGRÍCOLAS DE MÉXICO

Documentos relacionados
Generación y evaluación estadística del pronóstico de lluvia a cinco días

Objetivo. Metodologías utilizadas

IMPLEMENTACIÓN DEL MODELO WRF PARA LA SABANA DE BOGOTÁ Arango, C. & Ruiz, J.F. RESUMEN

Sistema de Predicción Numérica del Tiempo a muy corto plazo

Sistema de Coordinación Operacional Ambiental. Gabriel Arévalo Ma de los Ángeles Hanne Leandro Llanza Alejandra Alvarez Luis Felipe Mujica

ESTIMACIÓN DE LA VELOCIDAD DEL VIENTO A DIFERENTES ALTURAS USANDO EL MODELO WRF

Riesgos agroclimáticos

Qué hacemos en I+D del Servicio Meteorológico Nacional? Yanina García Skabar.

PRONÓSTICOS ESTACIONALES DE LLUVIAS EN REGIONES DE ARGENTINA Campaña 2010/2011

Guía de Actividades Sugeridas

USO DE MODELOS NUMERICOS EN LA PREDICCION EN PERU

Servicio de Ayudas a la Meteorología Operaciones Radiosonda

LMA: Formación e Investigación en Modelación Atmosférica

Aplicación del modelo WRFARW a la predicción de la generación de energía eléctrica en parques eólicos

Variabilidad hidroclimá.ca en la región Andino-Amazónica

C. Mattar, D. Borvarán y N. Villar-Poblete

Monitoreo de condiciones meteorológicas en Baja California Sur. Luis M. Farfán CICESE, Unidad La Paz, B.C.S.

Introducción a las Observaciones Meteorológicas

SATÉLITES GEOESTACIONARIOS (GEO)

MENDOZA, TUNUYÁN, DIAMANTE, ATUEL, MALARGÜE Y GRANDE

MODELACIÓN DE UN EVENTO METEOROLÓGICO DE MESOESCALA UTILIZANDO EL MODELO WRF

APLICACIÓN OPERACIONAL DEL MODELO MM5 PARA EL PRONÓSTICO DEL TIEMPO Y LA MODERNIZACIÓN DE LA METEOROLOGÍA EN EL PERÚ

FASE DEL FENOMENO CONDICION ACTUAL DEL FENOMENO ENOS

PRONÓSTICO CLIMÁTICO TRIMESTRAL OCTUBRE- NOVIEMBRE- DICIEMBRE 2014

Sea-breeze characteristics over complex terrain: an evaluation from observational data and WRF simulations

Clima reciente, perspectiva diciembre 2015 abril Preparado por: Centro de Predicción Climática, SMN DGOA / MARN Diciembre 1, 2015.

Modelos de Mesoscala: Evaluación del Recurso Eólico. Servicio de Evaluación y Predicción Eólica

Está el calentamiento global afectando la actividad ciclónica en el Caribe Colombiano?

Diplomado en hidrometeorología Informe Final

BOLETÍN DE ESCENARIOS DETERMINISTICOS BIMENSUAL N 005 Octubre - Noviembre / 2016 Fecha emisión: 11 de octubre 2016

Análisis de rendimiento y profiling del modelo WRF en un clúster HPC

Delegación Territorial en Galicia

Perspectivas Climáticas para Paraguay

Caracterización del funcionamiento de los ecosistemas ibéricos mediante teledetección

Pronóstico de lluvia sobre territorio cubano al paso de los huracanes Charley e Iván, usando MM5V3

Meteosim. jueves, 12 de mayo de /35

Con agradecimiento especial a la colaboración de Juan Ruiz

BOLETIN OCEANICO- ATMOSFERICO

BOLETIN HIDRO/METEREOLÓGICO DEL RÍO PARAGUAY Semana del 22 al 29 de julio de

MODELACIÓN DEL RECURSO SOLAR Y EÓLICO EN EL NORTE DE CHILE

RIO PARANA EN CORRIENTES

INFORME SEMANAL DE MONITOREO DE INCENDIOS

Climatología de alta resolución espacial de la temperatura máxima y mínima mensual en la España peninsular ( )

Carrera: EMM Participantes Representante de las academias de ingeniería Electromecánica de los Institutos Tecnológicos.

Pronóstico Extendido a 96 Horas

DESCRIPCIÓN DEL RESULTADO DE INVESTIGACIÓN

lite para la cuantificación de las superficies innivadas, realización

Miguel Angel González González Arturo Corrales Suastegui Luis Antonio González Jasso Luis Humberto Maciel Pérez Mario Primitivo Narváez Mendoza

El tiempo y la agricultura: predicciones meteorológicas

Sistemas de Monitoreo Meteorológico

ELABORACIÓN DE CARTAS DE CONTROL X BARRA S EN EL LABORATORIO DE METROLOGÍA DE VARIABLES ELÉCTRICAS DE LA UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA

A continuación se describen los procedimientos empleados en cada uno de estos productos.

Boletín de predicción de cosecha Castilla y León

Procesamiento paralelo de los pronósticos meteorológicos del modelo WRF mediante NCL

4ª Reunión Red Ibérica MM5 Aveiro Abril 2007

Seminario 2013 Quiero exportar mi fruta; tengo clientes, mercados, productos y ahora qué?

Boletín de Predicción de Cosecha Castilla y León

EVALUACIÓN DEL SISTEMA DE PRONÓSTICO DE CALIDAD DEL AIRE CALIOPE EN ESPAÑA 2013

Manual descriptivo sobre la implementación experimental del modelo numérico de predicción del tiempo WRF y sus productos

ASOCIACION DE FOMENTO AGROINDUSTRIAL DE CHINCHA FONAGRO Panamericana Sur, km. 203, Chincha Baja, Telefax (034)


CICY CICY Centro de Investigación Científica de Yucatán, A. C.

Serie: CALENTAMIENTO GLOBAL

BOLETÍN METEOROLÓGICO MENSUAL

Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial República de Colombia

Diagnóstico de las ciencias de la tierra y del espacio en Costa Rica

Introducción a RClimDex. Sarah Perkins Centre of Excellence for Climate System Science UNSW, Australia

ELPO-E5O10 - Electrónica de Potencia

El Explorador Eólico 2012

TEMA 4 ÍNDICES Y UMBRALES TÉRMICOS E ÍNDICES FITOCLIMÁTICOS

Fortalecimiento de la gobernanza del riesgo dentro del sector agrícola y SAN

I. FUNDAMENTOS DE ARQUITECTURA

Annual WWW Technical Progress Report. On the Global Data Processing and Forecasting System 2004 PERU

1.- DATOS DE LA ASIGNATURA. Nombre de la asignatura: Laboratorio Integral III * Carrera: Ingeniería Química. Clave de la asignatura: QUI 0520

BOLETIN MES DE OCTUBRE 2015 Nº 11 ESTADO HIDROMETEOROLÓGICO DE LA CUENCA RÍMAC

GESTION DE RIESGO AGROPECUARIO EN BOLIVIA

Evaluación De La Estimación De La Nubosidad Del Modelo Meteorológico WRF En El Contexto De La Energía Solar

PROGRAMA. 2. MATERIA/ OBLIGACION ACADEMICA: Práctica para la Formación

DETERMINACION DE LAS CONDICIONES DE FRONTERA PARA EL MODELO DE CALIDAD DE AIRE DE BOGOTA EMPLEANDO CHIMERE

Perspectivas Climáticas para Paraguay

MÓDULO: MÉTODOS CUANTITATIVOS

RED DE MONITOREO DE CALIDAD DEL AIRE DE BOGOTÁ - RMCAB SUBDIRECCIÓN DE CALIDAD DEL AIRE, AUDITIVA Y VISUAL

PROGRAMA DE LA ASIGNATURA: LECTURA E INTERPRETACIÓN DE PLANOS CATASTRALES

PRONÓSTICO ESTACIONAL PARA LOS MESES DE MAYO, JUNIO Y JULIO DE

Guía de Aplicación: Programación de Mediano y Largo Plazo (Programa Semanal) Dirección de Operación CDEC SIC

Automatización de Procesos para Servicios de Diagnósticos y Pronósticos Meteorológicos y Climáticos

DETECCIÓN DE INCENDIOS FORESTALES A TRAVÉS DE IMÁGENES DE SATÉLITE

ESTADÍSTICA I PRESENTACIÓN DE LA ASIGNATURA

Servicios Climáticos para el seguimiento de la evolución reciente del clima en la Región de Murcia

Generación de escenarios regionalizados de cambio climático

Síntesis agromeoteorológica de la localidad de Los Antiguos (Santa Cruz)

SEPTIEMBRE- OCTUBRE- NOVIEMBRE Emitido el 2 de septiembre de 2016

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO. Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia. Licenciatura en Medicina Veterinaria y Zootecnia

FENÓMENO «EL NIÑO» EVOLUCIÓN Y PERSPECTIVAS

Facultad de Ingeniería Civil y Ambiental Análisis Espacial.

Índice. I. Datos de identificación 3. II. Presentación de la guía de evaluación del aprendizaje 4

Nit.: COTIZACIÓN DE NUESTROS PRODUCTOS. SIMULACROS Y EVALUACIONES Producto Descripción Costo por estudiante

!"#$ %!&' () *+, -* ACRÓNIMOS. Bureau of Meteorology (Australia) International Research Institute Climate Prediction Center (NOAA)

Los pronósticos del clima y su interpretación. Incluye el pronóstico del Víctor Magaña

Base Nacional de Datos Meteorológicos (BNDM)

Transcripción:

EVALUACIÓN DE LA TEMPERATURA SIMULADA POR EL MODELO WRF EN REGIONES AGRÍCOLAS DE MÉXICO A. Corrales 1, H. Flores 2, M. P. Narváez 1 O. Ruíz 1 y L. A. González 1 1 INIFAP-C.E. Pabellón. Laboratorio Nacional de Modelaje y Sensores Remotos, Pabellón de Arteaga, Ags., México. 2 INIFAP-C.E. Valle del Guadiana, Durango, Dgo., México. e-mail: corrales.arturo@inifap.gob.mx INTRODUCCIÓN México es afectado por varios tipos de fenómenos hidrometeorológicos que pueden provocar la pérdida de vidas humanas o daños materiales importantes. El territorio mexicano está expuesto principalmente a precipitaciones e inundaciones, granizadas, nevadas, heladas, tormentas eléctricas y tornados (Prieto et al., 2010). El uso de modelos de predicción numérica del tiempo constituye una herramienta tecnológica complementaria a la interpretación de observaciones convencionales que puede añadir un gran valor al proceso de pronóstico. La mayor resolución espacial y temporal de los datos del modelo permite a un meteorólogo observar con mayor detalle la evolución de un fenómeno meteorológico y puede proporcionar un marco más detallado en el cual las observaciones reales pueden ser interpretadas (Litta et al., 2012). Actualmente, instituciones de Estados Unidos y Europa han implementado el sistema WRF (Weather Research and Forecasting) principalmente para la protección contra desastres naturales; en México, la CONAGUA y la Universidad de Guadalajara hacen uso de este sistema (Ramírez y Cuevas, 2012). A partir de Enero de 2012 el INIFAP ha implementado el modelo WRF con el propósito de atender a la demanda de pronóstico meteorológico en regiones agrícolas del país. Durante el mes de diciembre del mismo año se puso de forma operativa en fase experimental y en proceso de validación. El objetivo del estudio fue evaluar la temperatura mínima en 24 h pronosticada mediante el modelo WRF y compararla con los datos registrados en la Red Nacional de Estaciones Automatizadas (RNEAA) que administra el INIFAP., MATERIALES Y MÉTODOS Modelo numérico. El sistema de modelado WRF es resultado de un esfuerzo de múltiples agencias para proporcionar un sistema de nueva generación de modelo de pronóstico de mesoescala que tiene como objetivo el avance tanto de la comprensión y predicción del tiempo meteorológico así como acelerar la transferencia de los avances de la investigación hacia la parte operativa. El modelo está siendo desarrollado en conjunto por: National Centers for Environmental Prediction (NOAA/NCEP), NOAA Earth Systems Research Laboratory Global Systems Division 685

(NOAA/ESRL/GSD), National Center for Atmospheric Research (NCAR), Mesoscale Microscale Meteorology Division (MMM), Department of Defense s Air Force Weather Agency (AFWA) y la Federal Aviation Administration (FAA) junto con la participación de científicos universitarios y de colaboradores internacionales (Janjic et al., 2010). El modelo WRF cuenta con dos núcleos dinámicos: 1) Advanced Research WRF (ARW) y, 2) Non Hydrostatic Mesoscale Model (NMM). El NMM fue desarrollado por la NOAA/NCEP. Es un modelo de mesoescala completamente compresible, no hidrostático con una opción hidrostática (Janjic, 2003). El ARW fue desarrollado principalmente por el NCAR. Es un subconjunto del sistema de modelado WRF qué, además del núcleo; abarca esquemas para la física, opciones numéricas y dinámicas, rutinas de inicialización y un paquete de asimilación de datos (WRF- Var). Algunos paquetes para la física son ampliamente compartidos con el WRF-NMM (Skamarock et al., 2008). En el presente trabajo se empleó el software WRF Environmental Modeling System (EMS), el cual fue desarrollado por el NWS Science Operations Officer (SOO) Science and Training Resource Center (STRC). Un beneficio de utilizar el WRF EMS es que incorpora ambos núcleos dinámicos en un único modelo de pronóstico (Rozumalski, 2006). El software consiste en programas pre-compilados que son fáciles de instalar y ejecutar. El WRF EMS contiene todas las opciones para la física disponibles para los núcleos ARW y NMM (Watson, 2007). Configuración del modelo. El modelo se integró diariamente de Octubre 2012 a Mayo 2013 por periodos de simulación de 120 horas. Se configuró un único dominio con paso de malla horizontal de 13 km y una estructura vertical de 35 niveles desigualmente espaciados. Las condiciones iniciales y de frontera fueron las 6000 UTC del Global Forecast System (GFS) a.5 x.5 de resolución. No se consideró periodo de spin-up (Tabla 1). Con base al pronóstico diario se construyeron 5 series de tiempo utilizando las 24, 48, 72, 96 y 120 h de simulación para el periodo Octubre 2012-Mayo 2013 (Tabla 2). 686

Tabla 1. Configuración del modelo Longitud de la simulación Frecuencia de actualización de las condiciones de frontera Dinámica Esquema de cumulus Esquema de microfísica Esquema de capa límite planetaria Esquema de suelo Esquema de capa superficial Radiación de onda larga Radiación de onda corta 120 horas 03 horas No hidrostático Betts-Miller-Janjic Milbrandt-Yau Mellor-Yamada-Janjic Noah 4-Layer LSM Monin-Obukhov (Janjic) RRTM Dudhia Scheme Tabla 2: Esquema de tiempo del pronóstico Octubre 2012 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Pronóstico d1 24 d2 48 d3 72 d4 96 d5 120 d1 24 d2 48 d3 72 d4 96 d5 120 d1 24 d2 48 d3 72 d4 96 d5 120 d1 24 d2 48 d3 72 d4 96 d5 120 d1 24 d2 48 d3 72 d4 96 d5 120 Puntos de evaluación del WRF. Se interpoló la malla del WRF a la ubicación de las estaciones agrometeorológicas, se utilizó el método de interpolación IDW mediante el software Surfer v12. Solo se consideraron estaciones que contaron con al menos el 80% de datos por día. El número de estaciones resultantes después de aplicar estos criterios fue de 240. La Figura 1 muestra la ubicación de los sitios donde se contrastó el WRF. Análisis estadístico. Con el fin de analizar la precipitación simulada, se realizó el análisis estadístico mediante la estimación del Correlation coefficient (CC), Root mean square error (RMSE), Mean absolute error (MAE) y Sesgo (BIAS). 687

1) 2) 3) 4) Donde es el dato simulado, el dato registrado por la estación agroclimatológica, y son los promedios de y respectivamente y el número de datos. Figura 1. Estaciones agrometeorológicas ( ) resultantes después de aplicar los criterios de selección. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Análisis de la temperatura mínima simulada. La Tabla 3 muestra el promedio de los parámetros estadísticos de los 240 puntos evaluados. Se observa una correlación positiva alta en el rango de 0.73 a 0.80. Se observó un bias cálido en el rango de 1.78 a 2.48 C, debido posiblemente a la parametrización de capa límite (Zhang et al., 2009). 688

Las 24 y 48 h de simulación mostraron un mayor coeficiente de correlación, EMA, BIAS y RCCME respecto a los 72, 96 y 120 h. Tabla 3. Estadísticos promedio de los puntos evaluados en el periodo Octubre 2012 a Mayo 2013. Variable analizada Temperatura mínima Tiempo de simulación (h) EMA ( C) BIAS ( C) RCCME ( C) CC 24 3.13 2.48 3.69 0.80 48 2.99 2.14 3.58 0.78 72 2.92 1.94 3.51 0.77 96 2.94 1.87 3.53 0.76 120 2.98 1.78 3.6 0.73 La Figura 2 muestra la distribución espacial del BIAS, el cual nos permite identificar las regiones donde el WRF presentó un valor alto para este estadístico. La Figura 3 muestra la distribución espacial del CC, lo cual nos brinda información útil acerca de la habilidad del modelo para mostrar la tendencia o relación con dicha variable; y nos permite identificar zonas de relevancia agrícola donde se pueda utilizar de manera confiable en la toma de decisiones del sector agrícola. Figura 2. Distribución espacial del BIAS de la temperatura mínima para las a) 24, b) 48, c) 72, d) 96 y e) 120 h de simulación. Octubre 2012-Mayo 2013. 689

Figura 3. Distribución espacial del CC de la temperatura mínima para las a) 24, b) 48, c) 72, d) 96 y e) 120 h de simulación. Octubre 2012-Mayo 2013. CONCLUSIONES La disponibilidad de un pronóstico de temperatura mínima a mediano plazo (5 días) brinda una orientación útil en la toma de decisiones en la agricultura, principalmente en áreas donde pueden existir pérdidas por heladas. El modelo WRF núcleo dinámico ARW mostró una buena correspondencia entre las observaciones y las simulaciones con valores del CC en el rango de 0.73 a 0.80 y se observó un bias cálido debido posiblemente a la parametrización de capa límite. Como trabajo futuro se propone considerar otros estadísticos de validación mediante tablas de contingencia, además, estos resultados preliminares permitirán la posibilidad de aplicar una corrección al bias del modelo principalmente en las zonas donde se observó un mayor sesgo. Para mejorar su desempeño es necesario realizar más estudios con distintas parametrizaciones de la capa límite. BIBLIOGRAFIA Janjic, Z. I. 2003. A nonhydrostatic model based on a new approach. Meteorology and Atmospheric Physics, vol. 82, no. 1-4, pp. 271-285. Janjic, Z., R. Gall, and M. E. Pyle. 2010. Scientific Documentation for the NMM Solver. NCAR Technical Note, NCAR/TN- 477+STR, 54 pp. Litta, A. J., U. C. Mohanty and Sumam Mary Ididcula. 2012. The diagnosis of severe thunderstorms with 690

high-resolution WRF model. Journal of Earth System Science, vol. 121, No. 2, April 2012, pp. 297 316. Prieto, R., Ma. A. Avendaño, L. G. Matías y H. Eslava. 2010. Tormentas severas. 1a. edición, México, Centro Nacional de Prevención de Desastres, 56p. ISBN: 978-607-7558-08-8. Ramírez Gámez, C.A. y J.C. Cuevas Tello. 2012. Sistema automático para la predicción de desastres meteorológicos en las ciudades. Ide@s CONCYTEG, 7 (86), pp. 1021-1048. Rozumalski, R., 2006. WRF Environmental Modeling System User s Guide. NOAA/NWS SOO Science and Training Resource Coordinator Forecast Decision Training Branch, 89 pp. [Available from COMET/UCAR, P.O. Box 3000, Boulder, CO, 80307-3000]. Skamarock, W. C., J. B. Klemp, J. Dudhia, D. O. Gill, D. M. Barker, M. G. Duda, Xiang-Yu Huang, W. Wang, Jordan G. Powers. 2008. A Description of the Advanced Research WRF Version 3. NCAR Technical Note, NCAR/TN 475+STR, 125 pp. Watson, L. R. 2007. Weather Research and Forecasting Model Sensitivity Comparisons for Warm Season Convective Initiation. NASA Contractor Report, NASA/CR-2007 214734, 43 pp. Zhang, Y., V. Dulière, P. W. Mote, and Eric P. Salathé Jr., 2009: Evaluation of wrf and hadrm mesoscale climate simulations over the u.s. pacific northwest*. J. Climate, 22, 5511 5526. doi: http://dx.doi.org/10.1175/2009jcli2875.1 691