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28/10/15


28-10-2015

[EL PRONÓSTICO DEL TIEMPO]
Modelos matemáticos de predicción numérica

El pronostico del tiempo es la aplicación de tecnología y de ciencia para predecir el estado de la atmósfera para un período futuro y una localidad o región dada. La historia del pronóstico del tiempo es milenaria, aunque los paradigmas y las técnicas usadas han cambiado significativamente. Los pronósticos se hacen colectando tantos datos como sea posible acerca del estado de la atmósfera (particularmente temperatura, humedad, viento) y usando conocidos procesos atmosféricos (a través de la meteorología) para determinar los patrones futuros atmosféricos. Sin embargo, la naturaleza caótica de la atmósfera y el entendimiento incompleto de los procesos hacen que los pronósticos sean menos seguros al incrementarse el rango temporal del pronóstico

Ahora bien, demos un breve repaso a lo que nos cuenta la historia, respecto de las previsiones del tiempo meteorológico futuro...

Los antiguos métodos de predicción del tiempo usualmente tomaban en cuenta la experiencia de señalar patrones de eventos. Por ejemplo, si el amanecer era particularmente de cielo rojizo, se desarrollaba un mal tiempo. La experiencia acumulada por generaciones producían un protopronóstico (weather lore). De todos modos, estas predicciones no se cumplían y tampoco se podía hacer pruebas rigurosas estadísticas.

Con la invención de la telegrafía en 1837, comienza la era moderna del pronóstico del tiempo. Antes, no era posible llevar información sobre el estado del tiempo a distancias alejadas, y si había se transportaba a la velocidad de un ferrocarril a vapor, así el telégrafo dio reportes de las condiciones del tiempo de una gran área instantáneamente. Así perfeccionó los pronósticos conociendo las condiciones regionales.

►En la actualidad:

Un sistema moderno diario de pronóstico del tiempo consiste en cinco componentes:

• Recopilación de datos (estaciones meteorológicas de superficie, boyas marítimas, datos de satélites, etc..)

• Asimilación de datos ( se realiza en cada institucion meteorológica del mundo)

• Predicción numérica del tiempo ( a través de los modelos matemáticos de pronostico)

• Postprocesamiento de modelos de salida ( intervención humana )

• Presentación del pronóstico al usuario final ( paginas web, difusión en los medios, etc..)

► Modelos numéricos de pronostico del tiempo

Los modelos numéricos de predicción del tiempo son Abstracciones de representaciones del mundo real aplicadas al tratamiento predictivo, que discretizan áreas o cuerpos en 2 o 3 dimensiones respectivamente, aplicando funciones aproximadas del comportamiento de las propiedades que se quieren estudiar y juegan un papel clave en el proceso de la predicción del tiempo. Actualmente, no se concibe que se realicen predicciones del tiempo sin la ayuda de alguno de los múltiples modelos numéricos que existen.

De acuerdo con las escalas espaciales a las que se aplican, los modelos meteorológicos se pueden clasificar en tres grandes bloques: los modelos globales, los modelos regionales (o de mesoescala) y los modelos de microescala. Los primeros se encargan fundamentalmente de la predicción numérica del tiempo a escala planetaria o en los estudios de cambio climático, los modelos regionales son los que sirven para reproducir fenómenos de mesoescala y predecir el "tiempo local" y los modelos de microescala se diseñan para simular fenómenos turbulentos y superficiales de especial interés en la simulación de dispersión de contaminantes.

► El modelo GFS, el modelo de pronostico mas utilizado

El Sistema Global de Pronostico (por sus siglas en ingles, GFS) es un modelo numérico global de predicción del tiempo procesado por la NOAA (Agencia atmosférica y oceánica de EE.UU.).
Este modelo matemático, es elaborado cuatro veces por día y genera pronósticos por encima de los 16 días, pero con disminución de la resolución espacial y temporal una vez pasado el lapso de 7 días, por lo que superado una semana de pronosticos, estos se hacen mas generales y menos acertables.

El modelo, es procesado en dos partes: la primera parte tiene una alta resolucion y va desde la hora de inicio hasta las próximas 180 horas (7 días), la segunda parte va desde las 180 horas hasta las 384 horas (16 días), ya en este ultimo caso, con baja resolucion, a diferencia de las primeras 180 horas.

Algunos de los campos elaborados por el modelo son los siguientes:


Surface pressure (presión de superficie)

La carta de superficie presenta la distribución de la presión atmosférica observada en cada estación meteorológica que envía sus datos a la Red Global reducida al nivel del mar (es decir, a 0 metros).
Con esta carta, se puede observar la posición de los sistemas que controlan al tiempo atmosférico dentro de la tropopausa, como ser, los centros de baja y alta presión, así como los sistemas frontales fríos o calientes.





Surface wind (viento de superficie)

Esta carta muestra el promedio de viento (velocidad y dirección) estimado por el modelo a una altura de 10 metros sobre la superficie, ya que se estima que a dicha altura se elimina una gran parte de la "fuerza de rozamiento" que podría ocasionar las estructuras mas bajas ya sean edificaciones, arboles, etc.. .
Como regla general, en la mayoría de los casos, lo que luego se verifica en la realidad respecto de la velocidad del viento, suele ser algo menor que la pronosticada por el modelo numérico.




Precipitation (precipitación)

El mapa de precipitación, actualizado cada 6 horas, muestra la precipitación modelada en milímetros ( o litros de agua por metro cuadrado).
Las áreas de precipitación están unidas por "isohietas" (lineas de igual cantidad de lluvias).

Sin embargo, el modelado (pronostico) de precipitaciones aun no es demasiado real.
Así pues, si se compara los resultados del modelo respecto de la cantidad de lluvias que caerá en un área determinada unida por las isohietas con los valores realmente observados en las estaciones meteorológicas, se corroborara que el modelo no se acerca demasiado.

De todas formas esta carta es utilizada por los pronosticadores pero no debe ser el único método de análisis para el pronostico de lluvias.

De acuerdo a una convención internacional de meteorologos, 100 milímetros son equivalentes mas o menos a 4 pulgadas.




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