Sistema Nacional de Predicción Climática (NCEP)

El Sistema de Pronóstico Climático o sistema de pronóstico acoplado ( CFS ) es un modelo numérico de predicción meteorológica y climática de medio a largo plazo operado por los Centros Nacionales de Predicción Ambiental (NCEP) para conectar las escalas de tiempo meteorológicas y climáticas. ^{[ 1 ]} La versión 2 entró en funcionamiento como CFSv2 en 2011. ^{[ 2 ]}

El Sistema de Pronóstico Climático (CFS) modela las interacciones globales entre la atmósfera, la tierra y los océanos de la Tierra. El modelo genera datos horarios con una resolución horizontal de 0,5 grados, lo que equivale aproximadamente a 56 kilómetros. El CFS integra observaciones de diversas fuentes de datos, como globos de observación atmosférica, observaciones en superficie, satélites y aeronaves. ^{[ 3 ]}

Reanálisis del SFC (CFSR): 1 de enero de 1979 – 31 de marzo de 2011 ^{[ 3 ]}

El CFSR se creó con el objetivo de generar un registro continuo, uniforme y de máxima precisión del estado de la interacción océano-atmósfera, para su uso en el diagnóstico y monitoreo climático. Más específicamente, el CFSR se diseñó y ejecutó como un sistema acoplado global de alta resolución que integra atmósfera, océano, superficie terrestre y hielo marino, estimando con precisión el estado de estos dominios acoplados. Durante su funcionamiento, el método de reanálisis permitió que el software del modelo se mantuviera constante. Este sistema se ha ampliado para funcionar como un producto en tiempo real.

Calibración:

 Promedios mensuales (1982-2010, 1999-2010): Media, Desviación estándar Series temporales (1982-2010): Media de todas las variables, desviación estándar de todas las variables. Series temporales (1999-2010): Media de todas las variables, desviación estándar de todas las variables.

Reanálisis de la CFS: 12 de diciembre de 1981 – marzo de 2011, 1 de enero de 1999 – 31 de marzo de 2011 ^{[ 3 ]}

Este modelo CFS generó una revisión de pronósticos meteorológicos anteriores para ayudar a los científicos a comprender mejor la capacidad del modelo para crear pronósticos meteorológicos precisos. Las revisiones se inicializaron utilizando datos CFSR, que estimaron de la mejor manera las condiciones iniciales a partir de la asimilación de datos de observación en el modelo CFS.

Calibración:

 Series temporales de periodos de 9 meses (1982-2010, 1999-2010): media y desviación estándar por variable. Series temporales de 9 meses (1982-2010): Media y desviación estándar de FLXF , media y desviación estándar de IPVF , media y desviación estándar de OCNF , media y desviación estándar de PGBF. Series temporales de 9 meses (1999-2010): Media y desviación estándar de FLXF , media y desviación estándar de IPVF , media y desviación estándar de OCNF , media y desviación estándar de OCNH , media y desviación estándar de PGBF . Series temporales de 45 y 90 días (1999-2010): Media por variable, desviación estándar por variable.

En conjunto, los datos de reanálisis y reanálisis del CFSR y el CFS se conocen como el Sistema de Reanálisis y Reanálisis del Sistema de Pronóstico Climático (CFSRR). ^{[ 3 ]}

CFS, versión 1 (CFSv1): agosto de 2004 – septiembre de 2012 ^{[ 4 ]}

Este sistema fue el primer modelo acoplado completo, casi global, de atmósfera-océano-tierra utilizado para la predicción estacional en el NCEP. El CFSv1 fue reemplazado por el CFSv2 en marzo de 2011 y, posteriormente, fue oficialmente desactivado a finales de septiembre de 2012.

Un reanálisis acoplado del CFSR ofreció condiciones iniciales que permitieron una re-pronóstico integral desde 1982 hasta 2010. Esto también permitió que el CFSv2 produjera calibraciones estables y consistentes, con estimaciones de habilidad para predicciones operativas estacionales y subestacionales en el NCEP. ^{[ 3 ] [ 4 ]}

Así, el CFSv2 se considera una mejora en casi todos los aspectos de los componentes del modelo de pronóstico y la asimilación de datos del sistema. La implementación operativa de todo el sistema garantiza la continuidad del registro climático, proporcionando además un conjunto de datos actualizado para estudiar diversos aspectos de la predictibilidad en las escalas estacional y subestacional. Las evaluaciones de los nuevos pronósticos reflejan un aumento en la duración de los pronósticos precisos de la Oscilación Madden-Julian (MJO), para el CFSv2, de 6 a 17 días; una mejora significativa con respecto a los pronósticos subestacionales; mejora drásticamente los pronósticos globales de la temperatura superficial del mar (TSM); y casi duplica la precisión de los pronósticos estacionales de las temperaturas a 2 metros en Estados Unidos en comparación con el sistema anterior. El CFSv2 ofrece una guía enormemente mejorada en estas escalas temporales y produce muchos más productos para el pronóstico estacional y subestacional con un conjunto completo de pronósticos retrospectivos, de modo que los usuarios puedan calibrar sus productos de pronóstico. Estos pronósticos operativos en tiempo real y retrospectivos son utilizados por una variedad de usuarios para los procesos de toma de decisiones en diversos campos y aplicaciones, incluida la predicción estacional de la temporada de huracanes. ^{[ 4 ]}

El CFSv2 presenta mejoras en los dos sistemas de asimilación de datos y en los dos modelos de pronóstico utilizados para desarrollar el CFSv1. Además, el CFSv2 se desarrolló para incluir un modelo interactivo de hielo marino de tres capas, un modelo de suelo mejorado de cuatro niveles y concentraciones de CO2 históricamente prescritas. Cabe destacar que este modelo se creó para mejorar la coherencia entre los estados iniciales y los estados del modelo desarrollados por el sistema de asimilación de datos. ^{[ 4 ]}

Las predicciones retrospectivas del CFSv2 tienen condiciones iniciales tomadas del CFSR. Las condiciones iniciales para las predicciones operativas en tiempo real se obtienen de la versión 2 del Sistema Operativo de Asimilación de Datos Climáticos en tiempo real (CDASv2). CDASv2 y CFSR se unificaron cuidadosamente en cuanto a los mismos tiempos límite para la entrada de datos de los atributos del océano, la superficie terrestre y la atmósfera del sistema de asimilación de datos. Por lo tanto, en comparación con el CFSv1, que tenía un retraso de algunos días, el CFSv2 tiene una mayor utilidad del nuevo sistema, ya que sus condiciones iniciales se crean completamente en tiempo real. Esto significa que es posible utilizarlas para predicciones subestacionales, que abarcan desde la semana 1 hasta la 6. ^{[ 4 ]}

Fuente: ^{[ 4 ]}

El modelo CFSv2 se ejecuta diariamente en el NCEP, en múltiples escalas temporales. El modelo de mediano plazo realiza pronósticos en intervalos de una semana hasta cuatro semanas, mientras que el de largo plazo pronostica con promedios móviles de tres meses hasta nueve meses. La escala más corta se superpone parcialmente con los modelos Global Forecast System , NAVGEM y FIM (entre otros modelos de mediano plazo) que el gobierno estadounidense utiliza para pronósticos operativos.

El término "acoplado" se refiere a que el modelo combina la modelización atmosférica con la oceánica. Sus pronósticos se derivan de un conjunto de 16 miembros , cada uno inicializado con un adelanto de varios días de las condiciones. El CFSv2 ofrece resultados que pueden enmascararse para suprimir pronósticos con una precisión insuficiente.

Entre las variables disponibles para el público se incluyen la precipitación y la temperatura superficial (ambas disponibles a escala espacial global y continental), los vientos a 200 y 850 hectopascales (hPa), y la altitud a 500 hPa (todas disponibles únicamente a escala global o hemisférica). El resultado se presenta como desviación de la normalidad.

Los datos operativos en tiempo real del modelo CFS son accesibles a través del archivo rotatorio de 7 días del CFS en los servidores del NCEP. Los datos históricos, casi en tiempo real, están disponibles a través del NCEI a partir de los pronósticos y análisis operativos del CFS. ^{[ 3 ]}

Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA): ^{[ 3 ]}

• El modelo CFS se elabora bajo la supervisión de los Centros Nacionales de Predicción Ambiental (NCEP).
• Los datos para el CFSR fueron elaborados por los Centros Nacionales de Predicción Ambiental (NCEP).
• Los servidores del NCEP proporcionan datos en tiempo real a través del archivo rotatorio de 7 días del CFS.
• Los Centros Nacionales de Información Ambiental (NCEI) ofrecen acceso a datos históricos de modelos en tiempo casi real.

• Modelo para la predicción a través de diferentes escalas (MPAS)
• Modelo Comunitario del Sistema Terrestre (CESM)

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