Actualización del modelo de predicción europeo para este verano de 2023
La próxima actualización del modelo de ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts.) proporcionará mejores condiciones iniciales para los pronósticos meteorológicos y se espera que las predicciones mejoren con dicha0 actualización
El ciclo 48r1 del Sistema Integrado de Pronóstico (IFS) del ECMWF, que comenzará a funcionar este verano, incluirá cambios importantes en la forma en que se establecen las condiciones iniciales de los pronósticos meteorológicos.
Mejores observaciones y mejores asimilaciones de datos, mejoran las predicciones
El nuevo ciclo hará un mejor uso 'toda la superficie' de las observaciones satelitales de microondas. Los datos obtenidos se sumarán a las múltiples observaciones meteorológicas que nos ayudan a establecer las condiciones iniciales de las previsiones meteorológicas mediante la asimilación de datos. La actualización representa una mejora significativa en el uso de observaciones satelitales en ECMWF.
Otros cambios en el sistema de asimilación de datos que se implementarán en el Ciclo 48r1 incluyen un aumento en la resolución del sistema 4D-Var utilizado para la atmósfera y un cambio a una nueva capa de software llamada OOPS (Object-Oriented Prediction System).
Observaciones satelitales de 'toda superficie'
La actualización tiene como objetivo los canales de microondas sensibles a la superficie, para los cuales se han descartado muchos datos anteriormente debido a los tipos de superficie que son difíciles de simular.
Estos tipos de superficie incluyen tierra, nieve, hielo marino y mezclas de todos los tipos de superficie. En algunos canales, los nuevos desarrollos incrementan el número de observaciones asimiladas en torno a un 30%.
En la imagen de arriba se muestra un ejemplo del uso más amplio de las observaciones satelitales. Para canales generadores de imágenes de microondas como el que se muestra en la figura, las observaciones se utilizan en la mayoría de las superficies terrestres por primera vez.
“Esto es gracias a una nueva técnica para extrapolar las propiedades radiativas de la superficie a través de frecuencias, basada en recuperaciones a frecuencias más bajas que son menos sensibles a las nubes y las precipitaciones”, dice el científico de ECMWF, Alan Geer.
Las observaciones de los canales de imágenes de microondas también se agregan sobre los océanos polares sin hielo gracias a una nueva recuperación de hielo marino. “Esto nos permite descartar con precisión cualquier observación que contenga hielo marino, mientras que antes teníamos que excluir todas las áreas del océano polar como medida de precaución”, dice Alan.
Todavía es demasiado difícil usar observaciones en este canal sobre hielo marino, nieve, desierto o superficies a gran altitud, por lo que quedan algunos grandes vacíos por llenar.
Se pueden ver más cambios en el ciclo 48r1 en la imagen de arriba. Muestran más observaciones sobre la tierra en latitudes altas en un canal de humedad de microondas. El tratamiento mejorado de superficies mixtas también ha permitido utilizar por primera vez escenas costeras.
Los cambios adicionales, que no se ilustran aquí, incluyen el tratamiento de la nieve y el hielo marino como superficies Lambertianas (que aparecen uniformemente brillantes desde todas las direcciones de la vista) en lugar de superficies especulares (la luz incidente se refleja en una sola dirección de salida) en la transferencia radiativa para algunos sondeos de microondas. Esto conduce a sesgos más pequeños y, por lo tanto, a un mejor uso de los datos.
Mejores pronósticos
El uso más amplio de las observaciones satelitales en el Ciclo 48r1 traerá mejoras cuantificables a los pronósticos. Las principales mejoras se encuentran en las áreas de latitudes altas del norte, lo que demuestra la importancia de tratar de utilizar más datos satelitales en estas áreas.
La siguiente imagen muestra el cambio en el error de pronóstico del viento proveniente de la actualización de toda la superficie en el Ciclo 48r1. Las áreas azules indican mejoras pequeñas pero a menudo significativas en los pronósticos sobre latitudes altas del norte.
Estos resultados se basaron en el análisis del experimento (el estado del sistema de la Tierra determinado por observaciones y pronósticos previos) como referencia, pero una referencia observacional confirma los pronósticos mejorados.
Se pueden encontrar más detalles sobre esta actualización en un artículo reciente del Boletín.
Aumento de resolución en 4D-Var y OOPS
Además de incluir más observaciones satelitales, Cycle 48r1 trae algunas otras mejoras en la asimilación de datos.
Uno es un aumento en la resolución del sistema de asimilación de datos 4D-Var en un 20%, de unos 50 km a unos 40 km. Esto marca una gran diferencia para fenómenos particulares, como los ciclones tropicales. Es parte de los esfuerzos en curso para aumentar la resolución del sistema de asimilación de datos.
Finalmente, en el Ciclo 48r1 se utilizará una nueva capa de software que controla la ejecución del sistema de asimilación de datos. Esta capa, llamada OOPS, orquesta y gestiona la ejecución de tareas de nivel inferior.
OOPS está escrito en C++ en lugar de Fortran y facilita el mantenimiento y el desarrollo del entorno de asimilación de datos.
“Estos cambios hacen del Ciclo 48r1 un paso significativo en la mejora del sistema de asimilación de datos en ECMWF”, dice el Jefe de Asimilación del Sistema Terrestre, Tony McNally. "También marcan el camino hacia nuevos y emocionantes desarrollos en los próximos años para mejorar aún más nuestra capacidad de explotar las observaciones y mejorar los pronósticos".
2 mayo 2023
ECMWF