Sistema Automatizado de Modelado Meteorológico para Venezuela (SAMMETVEN)

Ing. Estatio GutiérrezPalabras clave: modelos, predicción, contaminantes, oleaje, variables meteorológicas, meteogramas.

Colaboración Francisco Martín Colaboración Francisco Martín 23 Mar 2008 - 21:00 UTC

Resumen

El sistema de modelado meteorológico para Venezuela (SAMMETVEN) está constituido por una serie de modelos numéricos que permiten simular las condiciones meteorológicas y oceánicas sobre Venezuela y el Caribe por un período de 48 horas. Las salidas son publicadas diariamente en una página web que contiene un grupo de mapas y gráficas que reflejan la distribución espacial y temporal de distintas variables meteorológicas en diferentes niveles de la troposfera.

1.- Introducción

El Sistema Automatizado de Modelado METeorológico para VENezuela (SAMMETVEN) es una herramienta desarrollada para proporcionar diariamente los resultados de las simulaciones, realizadas por una serie de modelos numéricos, de las condiciones meteorológicas y oceánicas sobre Venezuela y el Caribe. Este tipo de información es de suma utilidad para pronosticadores, investigadores y público en general que deseen conocer cual será el posible estado del tiempo en un momento determinado sobre Sudamérica y el Caribe.

Los modelos BRAMS-CATT, WAM, WRF_ARW, MM5, ETA y los códigos que constituyen al sistema son ejecutados en un servidor de 64-bits con la versión gratuita del compilador Intel. El inicio de las corridas de los distintos modelos está pautado a diferentes horas del día debido a la imposibilidad de correr la totalidad de los mismos simultáneamente. Los resultados son publicados en dos grupos, uno en horas de la mañana y otro en horas de la tarde. El GFS es el único modelo que no es corrido en el servidor y sus datos son utilizados como condición de borde para el resto.

El tiempo de cómputo de este tipo de modelos depende directamente de las características del servidor utilizado, las dimensiones del área simulada, su resolución y de las parametrizaciones físicas seleccionadas. Debido a que este proyecto ha sido desarrollado sin ningún tipo de financiamiento existen ciertas limitaciones en cuanto a la capacidad computacional disponible y la elaboración de herramientas que permitan un desempeño más eficiente del sistema. Sin embargo, es posible realizar simulaciones de 48 horas de duración para un par de dominios. El primero dominio abarca toda la zona del Caribe, Venezuela, parte de Colombia y Brasil. El segundo dominio está destinado solo para simular el comportamiento de las variables meteorológicas sobre Venezuela a una resolución mayor. Las limitaciones antes mencionadas traen como consecuencia que se presenten algunas fallas que serán solventadas paulatinamente. Además se prevé la instalación de otros modelos tanto meteorológicos como oceánicos.

2.- Productos ofrecidos por el SAMMETVEN

El SAMMETVEN a través de su página web ofrece una serie productos utilizados regularmente en la elaboración de pronósticos meteorológicos. Para cada uno de los modelos están disponibles un grupo de salidas gráficas que son enumeradas a continuación:

2.1.- Mapas meteorológicos

Para la representación de la troposfera baja, media y alta han sido seleccionados los niveles de 850, 500 y 250 mb respectivamente. Las variables utilizadas son altura geopotencial, temperatura, humedad relativa y el viento. En la figura 1 se puede observar como son presentadas estas salidas para los dos dominios. Adicionalmente se presentan mapas de precipitación y temperatura a dos metros pero solo para el área cubierta por el segundo dominio.

Figura 1. Salidas del modelo ETA a distintos niveles.

2.2.- Radiosondeos y meteogramas

Para cada una de las capitales de los estados venezolanos se elaboran radiosondeos y meteogramas que resumen el comportamiento de un grupo de variables meteorológicos tanto en superficie como en altura.  Adicionalmente se ofrecen este tipo de salidas para distintas ciudades en Colombia y el norte de Brasil que constituye lo que denominamos Sistema Automatizado de Pronóstico para el Norte de Sur América (SAPMETSUR) así como para diferentes ciudades en el Caribe que constituye el Sistema Automatizado de Pronóstico para el Caribe (SAPMETCAR). En la figura 2 se puede apreciar un ejemplo de un meteograma y un radiosondeo obtenidos a través de una simulación realizada por el modelo ETA para una ciudad ubicada al oriente de Venezuela

http://pronostico.yv5fih.org.ve/pronostico/accu_Venezuela.html

http://pronostico.yv5fih.org.ve/pronostico/accu_Caribe.html

http://pronostico.yv5fih.org.ve/pronostico/accu_Suramerica_Norte.html

Figura 2. Meteogramas y sondeos para ciudades.

2.3.- Productos oceanográficos

El modelo WAM es utilizado para la simulación de las condiciones del oleaje para la zona del Mar Caribe próxima a las costas venezolanas (figura 3). Las simulaciones realizadas por los modelos meteorológicos del comportamiento del viento son empleadas como condición inicial por el WAM. Para el caso del SAMMETVEN solo las salidas del ETA son proporcionadas como condición de borde pero próximamente serán incluidos otros modelos como el MM5 y WRF. Otra variable oceánica de suma importancia es la temperatura de la superficie marina que es calculada por cada uno de los modelos y representada como promedios de 48 horas como puede apreciarse en la figura 4.

http://pronostico.yv5fih.org.ve/WAM_Venezuela.html

Figura 3. Mapas de la temperatura de la superficie marina

Figura 4. Altura y dirección del oleaje en el Mar Caribe.

2.4- Dispersión de contaminantes

El modelo acoplado de aerosoles y transporte de trazadores BRAMS-CATT, desarrollado por el CPTEC/INPE es empleado para simular el comportamiento de contaminantes como el monóxido de carbono, el dióxido de carbono y partículas PM2.5 en la atmósfera venezolana y caribeña (figura 5). Los puntos de quema de biomasa, que constituyen las fuentes emisoras de dichos contaminantes, son determinados diariamente por el CPTEC utilizando distintos productos provenientes de sensores remotos como AVHRR, MODIS y GOES-12. Esta información es utilizada como condición de borde para las simulaciones realizadas por el CATT que básicamente funciona como un esquema dentro del BRAMS.

http://pronostico.yv5fih.org.ve/CATT_Venezuela.html

Figura 5. Dispersión de contaminantes en Sudamérica y el Caribe

3.- Foro de Meteorología en Venezuela (Subforo SAMMETVEN)

A fin de establecer una comunicación directa entre el operador del sistema y los usuarios ha sido abierto un subforo dentro del Foro de Meteorología en Venezuela destinado al SAMMETVEN (figura 6). Este espacio está destinado a la discusión de distintos temas como:

- Principios básicos del modelaje meteorológico y oceánico.

- Instalación y manejo de modelos meteorológicos y oceánicos.

- Análisis de las salidas de los modelos.

- Reporte de fallas.

- Opiniones y sugerencias, entre otros.

La evolución y mejoramiento del sistema depende en gran medida de los comentarios y recomendaciones hechas por los usuarios lo que constituye al foro como una herramienta fundamental al servicio de todos.

http://www.lmmeteoven.org/foro/

Figura 6. Página principal del subforo SAMMETVEN

4.- Futuras incorporaciones

La primera etapa del SAMMETVEN aún no ha sido completada. Existen ciertos inconvenientes relacionados con la compilación del modelo MM5 así como la generación de algunos productos del WRF que serán prontamente solventados.

Para la segunda etapa se tiene estipulado la inclusión de un sistema de validación que le permita al usuario de manera rápida y sencilla determinar cual de los modelos posee una menor incertidumbre a la hora de simular distintas variables atmosféricas en una zona. Finalmente, la instalación y puesta en funcionamiento de otros modelos está siendo estudiada ya que el objetivo principal es contar con un sistema que provea de la mayor cantidad de información posible de manera confiable y rápida.

5.- Comentarios finales

Al momento de analizar este tipo de información es importante tener en cuenta que las salidas de los modelos son una herramienta de pronóstico y dichos resultados deben ser utilizados junto a imágenes de satélite y radar, modelos estadísticos y el conocimiento de un especialista para emitir una predicción. Las gráficas presentadas en esta página dan una idea del posible comportamiento de la atmósfera en las próximas 48 horas con un grado de incertidumbre que no ha sido determinado. La elaboración del pronóstico nacional es tarea de los institutos competentes pertenecientes al estado donde el SAMMETVEN no intenta suplantar sus funciones.

Este tipo de iniciativas no serían posibles sin la existencia de software con licencia libre que van desde el sistema operativo utilizado pasando por el compilador, los códigos fuente de cada modelo, los graficadores, etc. Aunado a las herramientas computacionales, las corridas pueden ser realizadas gracias a los datos de los modelos globales disponibles en Internet que son publicados cuatro veces al día por distintas instituciones como la NOAA y el CPTEC. Finalmente, es necesario extender un agradecimiento a todos aquellos que de cierta manera colaboraron en los detalles técnicos para llevar a cabo los objetivos planteados.

Portal de referencia y más:

http://pronostico.yv5fih.org.ve/pronostico_modelos.html

http://www.yv5fih.org.ve/SAMMETVEN/descripcion.html

Esta entrada se publicó en Reportajes en 23 Mar 2008 por Francisco Martín León
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