Conferencia en Valencia de "Predicción Meteorológica"

Teoría de la predicción

Aprovecho el tema de la conferencia para ampliar con un poco más de detalle la base física de los modelos de predicción

Los modelos de predición se basan principalmente en tres grupos de ecuaciones, que corresponden con tres conservaciones (en relatividad es una única conservación: el flujo de quadri-momento):



El grupo más conocido por la gente es el de  las ecuaciones de Navier-Stokes o de conservación de la cantidad de movimiento, que en coordenadas terresres se escriben:

Ecuaciones del movimiento


http://atm.ucdavis.edu/mmg/atm110_2006/note/Lec2/02EQZ.htm
Después de unas simplificaciones de escala sinóptica, se llega a:

Aproximación geostrófica: Viento sinóptico


Los modelos que consultamos habitualmente se basan en esta aproximación.

Por otra parte, tenemos una relación entre la altura (presión), la humedad, temperatura y el punto de condensación.

Ecuaciones de presión y humedad:
http://www.cimms.ou.edu/~doswell/Bubbles/findingP.html

Luego hay modelos de formación de gotas líquidas, balances radiativos, etc.

http://scienceworld.wolfram.com/physics/RadiativeTransferEquation.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Radiative_transfer
http://www.profc.udec.cl/~gabriel/tutoriales/rsnote/cp1/cp1-12.htm

http://atm.ucdavis.edu/mmg/

Modelos de predicción

En los modelos numéricos se realizan aproximaciones para acortar e tiempo de cálculo, ya que para haceruna predicción 24h vista se tardaría tal vez más de 1 día en calcularse si no fuera por las aproximaciones.

Pese a las burdas aproximaciones, la principal fuente de error es la mala alimentación de los modelos: errores y vacíos en los datos de entrada (condiciones iniciales y de contorno).

Una pequeña diferencia entre un dato de entrada y un dato real provoca una propagación de errores debido a la naturaleza no-lineal de las ecuaciones del movimiento de un geofluído (caos). Lorenz se dio cuenta de ello y lo bautizó como "efecto mariposa".

Hay dificultad para conocer todos los datos de entrada, debido a escasas coberturas de estaciones sinópticas en amplias zonas (oceanos, áfrica, sudamérica, ...), por lo que las interpolaciones conducen inevitablemente a errores que se propagan aumentando enormemente.

Por ello se trabaja con modelos estadísticos: se intenta "jugar" con la las posibles diferencias entre los datos iniciales de entrada y los reales. Se parte de varios escenarios y se deja evolucionar.

Luego se realiza una cmprobación de los modelos.
En cada salida de los modelos, de introducen los datos "a tiempo real" a modo de matriz correctora de la matriz de datos predichos en la anterior salida.

El modelo europeo recoje 6 millones de datos al día.

Añado: En cuanto a modelos mesoscalares, por ejemplo el RAMS adaptado por el CEAM, se alimentan de los datos de un modelo sinóptico del cual se desprende los datos de contorno, y se complementa con datos de la redes propias de estaciones como las del CEAM, y también con datos de satélite. Estos modelos afinan en la orografía, en detalles de presión y de humedad También se pueden hacer estudios a microescala para predición inmediata.

Las variaciones de los sucesos en comparación a las prediciones en cada una de las escalas influye en las otras, tanto de mayor a menor como demenor a mayor.

Por ejemplo, la formación de una tormenta a microescala ("vuelo de una mariposa") puede hacer variar las dinámica de algún elemento sinóptico, cuya desviación se propaga aumentando ("efecto mariposa")


Jorge Tamayo puso un ejemplo visual entre las desiaciones entre modelos y datros reales a corto plazo: Mostró una superposición del meteosat con un mapa de uisobaras y se veía como no acoplaban una borrasca real con unas isobaras del modelo. Tal vez se debiera a alguna tormenta. Pero en cualquier caso hay un probelma de falta de cobertura de estaciones sinópticas en el atlántico. Algo similar ocurre con las tormentas tropicales: los modelos sinópticos no las representan bien.

Tomayo comentó que, en general, la fiabilidad de los modelos a 3 días vista es del 95%, a 7 días es del 70%, y a 10 es del 40%. nseñó una gráfica en la que se veía como habíamos mejorado los modelos en los últimos años.


Alertas

Después de estudiar posibles situaciones de riesgo con los modelos numéricos y propbabilísticos, se realiza una vigilancia de seguimiento.

Como comentaba antes, existen muchos medios de vigilancia, princialmente el radar.

Los observadores deben detectar cuáles son, en cada momento, los fenómenos más importantes y centrar toda su atención a ellos. Pero a veces es difícil saber qué tormenta es la más importante, si hay varias.

Tomayo puso como ejemplo el desastre de Biescas. Aquél día se avisaron varias provincias, entre ellas la de Hueca. Habían decenas de tormentas cada una de ella muy importantes según las reflectividades.

La de Biescas era pequeña, pero estacionaria, al contrario que las demás, que fueron más grandes e igual de intensas pero dinámicas.

Claro que aquél camping se contruyó en una zona con antecedentes de desboramientos. Y ello no estaba en regla.

El nivel de acierto de las Alertas, según Tamayo, (y de memoria lo digo), es:

En cuanto al contenido de las alertas

Se acierta en torno a un 55% a 65%


En cuanto a número de días:

70% de los días, no se avisó y no pasó nada. Acierto
15%, se avisó y sí pasó. Acierto.
10%, se avisó y no pasó nada. No acierto.
5%, no se avisó y sí pasó algo. No acierto.

Cuestiones y preguntas


- Surgió el tema de los presuntos cambios en las nevadas.

Comentó que "la gente ha perdido la sensibilidad meteorológica".

"Antes, cuando venían fuertes nevadas, la gente no salía de casa y tenía preparadas provisiones. Ahora, cuando nieva, la gente coge el coche igualmente y luego vienen los colapsos"

En cuanto a lo de "las nevadas ahora ya no dejan aislados los pueblos", posiblemente se deba a que "ahora hay más quitanieves que antes"

Además, ahora se construye en cualquier sitio, aunque sea un "antiguo" barranco o una zona a nivel del mar o más baja. Y luego parece que haya más inundaciones que antes.


- Sobre los cambios en estaciones, recordó que solemos tener "poca memoria meteorológica". Cuando decimos "estos cambios tan bruscos yo no los he vivido nunca", normalmente es que "no nos acordamos" de los anteriores, salvo que sean muy extraordinarios como el verano de 2003. Lo que sí es verdad, dice, es que se han producido cambios en la duración de las estaciones, pero poco más.


- Un servidor preguntó sobre los datos de radar, pero en realidad preguntaba indirectamente por la política de publicación de datos.

Me respondieron que era una cuestión comercial. Se llegó a un acuerdo, porque "eso vale dinero".

Y entre las tantas cosas que tienen y no nos enseñan (radar 3D, lluvia integrada, seguimiento automático, msg, ...), comentó: ".. y no voy a contar todos nuestros secretos"


- Como no podía faltar, salió el tema del cambio climático.

Preguntaron si el calentamiento global está respaldado por datos estadísticos. Tamayo dijo que está apoyado por datos empíricos y por modelos estadísticos basados en posibles escenarios. Y comentó que "la cuesión no es <<cambio climático si, o cambio climático no>>, sino que la cuestión es <<cuánto se calentará>>".


- Un profesor de física preguntó sobre las salidas profesionales de la metorología

Cometó que hay tres tipos de oposiciones al INM: observador (con conocimientos mínimos), diplomados y licenciados.

Respecto a los licencados en física, comentó que normalmente se ofertan 3 o 4 plazas. Según me dijeron, el año pasado o este habáin sólo 2! O sea, que es muy difícil acceder.

Pueso que se presenta muchísma gente, tienen estudiado como eliminar a muchísima gente. Tomayo comentó que "pues que los físicos estan muy bien preparados en metorología,  nos los solemos cargar al primer examen, que es de geografía."

 

Jorge comenta que el INM tiene como proyecto convertirse en una Agencia Estatal, lo cual se parecerá más a una empresa. No hará falta opositar, sino que la agencia contratará según currículum.

De pasada, comentó que el INM no era la única salida, sino que también estaban los servicios meteorlógicos autonómicos (vasco, catalán, y pronto el CEAM)

Añado:

También podemos trabajar en investigación en un departamento de Física de la Tierra o una empresa, si se es doctor.

Vicente Caselles, Gestor del Programa Nacional del Clima y la Atmósfera, nos comentó hace unos meses que la meorología en españa funcionaría mucho mejor si fuese llevada a cabo pro empresas, cada una especializada en un tema, como hacen en EEUU.

Personalmente propongo que nos esforcemos en llevar a cabo esas ideas y montarnos empresas especializadas en campos de meteorología.

 

Esto es todo lo que se dijo y lo que comento sobre ello.
Gracias por leerme.

Como comentario extra y personal...

El modelo RAMS (Regional Atmospheric Modeling System) es originalmente un modelo mesoscalar de formación de nubes y dinámica de brisas, por lo que esá preparado para entrar datos de resolución local, como la topografía, vegetación, temperatura, humedad, viento, etc.

http://www.gva.es/ceam/meteo_e.htm
http://www.proteccioncivil.org/centrodoc/foroeuromediterraneo2003/cd/docs/seminario/sesion4/S4-6.pdf
http://rams.atmos.colostate.edu/realtime/

El modelo RAMS original (no aplicado a Valencia) se puede bajar de intermet, ... creo que de aquí:
http://rams.atmos.colostate.edu/cotton/archives/

Hace unos años, junto a la entrada de los datos de topografía, incorporaron imágenes tratadas del NOAA en el infrarrojo, como datos de temperatura del mediterráneo, lo cual consiguió mejorar las previsión de lluvias torrenciales. (Ahora lo intentarán con el MSG).

El CEAM trabaja con el modelo y lo está perfeccionando. Maria José Estrela me confirmó hace dos días que "a medio plazo" estará displonible de forma pública,  concretó "probablemente el año que viene". (También me comentó que pronto tendrán disponible un servicio de avisos para "el frío" al igual que este verano lo tenían para el calor).

Pues bien, mi comentario viene ahora.

Al igual que se han introducido datos de satélite para la temperatura del mar como entrada de información al modelo, propongo ampliar la fuente de la teledetección para completar los datos de mayor resolución en la entrada.

Con estaciones, hay una enorme ausencia de datos en el mar y los oceanois, por lo que los satélites podrían ayudar a "tapar esos agujeros". de momento, la información vetical desde satélite sólo tiene una resolución de 1 km, frente a 10 m de los radiosondeos, pero más vale 1km que no tener información alguna en los oceanos y mar.

Propongo la entrada de datos de vapor y nubosidad directamente desde satélite, así como datos de lluvia desde los radares.

Está claro que eso suponen millones y millones de datos extras, que relantizarían el cálculo de los modelos y podrían llegar a no ser operativos. Pero los ordenadores son cada vez más veloces y en breve eso no será "tan problema". En cualquier caso, tal vez a una escala regional sí sea viable.

Si tengo la oportunidad, intentaré llevar acabo mis ideas 

Saluts! 

PD: Espero no haber desvelado nada que no se quisiera desvelar. 

Muchas gracias Roberto por el esfuerzo que supone trascribir como lo has hecho los contenidos que abordó Tamayo en su conferencia.

Me ha parecido muy interesante todo lo que has expuesto, enriquecido además por tus extensas notas y apuntes.

Planteo sólamente una cuestión que desconozco si se llegó a abordar en la conferencia: la de la progresiva implementación de las predicciones probabilísticas en los medios de comunicación.
Me consta que entre los predictores hay un cierto interes por cambiar el tradicional texto de pronóstico por una información en términos probabilisticos, como resultado de las predicciones por conjuntos (los famosos clusters). Esto supondría una forma muy diferente a la actual de dar el tiempo en las cadenas de TV o en los periódicos.

De nada 

Planteo sólamente una cuestión que desconozco si se llegó a abordar en la conferencia: la de la progresiva implementación de las predicciones probabilísticas en los medios de comunicación.
Me consta que entre los predictores hay un cierto interes por cambiar el tradicional texto de pronóstico por una información en términos probabilisticos, como resultado de las predicciones por conjuntos (los famosos clusters). Esto supondría una forma muy diferente a la actual de dar el tiempo en las cadenas de TV o en los periódicos.

Pues no se trató, y me parece un tema interesante. La verdad es que prefiriría que hablasen de probabilidades que de "símbolos significativos". Aunque también dependerá de gustos.

Yo creo que hay mucho que mejorar en los pronósticos del tiempo, y por ello propondría empresas especializadas, de tal modo que se contrataría y se renovaría según resultados. Luego los medios ya comprarían la información a las distintas empresas.

Saluts!