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Modelo Unificado

El Modelo Unificado es un conjunto de software de predicción numérica del tiempo y modelado climático desarrollado originalmente por la Oficina Meteorológica del Reino Unido des...

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El Modelo Unificado es un conjunto de software de predicción numérica del tiempo y modelado climático desarrollado originalmente por la Oficina Meteorológica del Reino Unido desde 1990 [ 1 ] [ 2 ] y que ahora es utilizado y desarrollado por muchas agencias de predicción meteorológica en todo el mundo. [ 3 ] El Modelo Unificado recibe su nombre porque se utiliza un único modelo en una variedad de escalas temporales (desde predicción inmediata hasta centenaria) y espaciales (desde escala convectiva hasta modelado terrestre del sistema climático). [ 4 ] La Oficina Meteorológica fue la primera organización meteorológica nacional en diseñar e implementar un modelo de este tipo en sus operaciones en ese momento. [ 5 ] El modelo se basa en puntos de cuadrícula , en lugar de en olas , y se ejecuta en una variedad de supercomputadoras en todo el mundo. La atmósfera del Modelo Unificado también se puede acoplar a varios modelos oceánicos. [ 6 ] En la Oficina Meteorológica, se utiliza para el conjunto principal de modelos de predicción del tiempo, para modelos meteorológicos desplegables y bajo demanda, y para el modelado estacional y climático. Numerosas agencias meteorológicas nacionales o militares de todo el mundo utilizan conjuntos de modelos unificados similares, con dominios globales y regionales, para la previsión operativa.

Los datos para la predicción numérica del tiempo se obtienen mediante observaciones de satélites, de estaciones meteorológicas terrestres (tanto humanas como automáticas), de boyas en el mar, radar, radiosondas, globos meteorológicos , perfiladores de viento , aeronaves comerciales y un campo de fondo de ejecuciones anteriores del modelo. El modelo informático solo se ajusta a las observaciones mediante asimilación , en lugar de forzarlo a aceptar un valor observado que podría desestabilizar el sistema (y que podría ser una observación inexacta). [ 7 ] El paquete de software del Modelo Unificado está escrito en Fortran (originalmente 77, pero predominantemente 90 a partir de 2003).). [ 8 ] Debido a que la mayoría de los desarrollos de interés están cerca del suelo, las capas verticales están más juntas cerca de la superficie. [ 9 ] En agosto de 2002 se implementó una actualización importante, llamada "Nueva Dinámica". [ 10 ]

Principales oficinas de la UM en la Oficina Meteorológica

La Met Office utiliza una variedad de conjuntos de predicción numérica del tiempo mediante el UM. [ 11 ]

Todos los modelos utilizan resoluciones topográficas variables , con mayor precisión a resoluciones más altas. El factor limitante en todos los modelos es que, para que un evento meteorológico sea registrado, debe tener un tamaño mínimo de tres puntos de la cuadrícula. Por lo tanto, para un modelo de 40  km, un sistema meteorológico debe tener al menos 120  km para poder ser modelado. Esto significa que fenómenos menores, como pequeñas depresiones, huracanes de menor intensidad y grandes tormentas eléctricas, son demasiado pequeños para que el modelo los procese. A medida que aumenta la resolución, se pueden detectar eventos más pequeños;  por ejemplo, se dice que el modelo de 1,5 km es capaz de modelar chubascos individuales.

Modelo de conjunto global (MOGREPS-G)

MOGREPS-G es un modelo de conjunto que ejecuta múltiples simulaciones para reducir el error promedio general causado por la incertidumbre inherente al proceso de observación y modelado. El modelo consta de 18 miembros de conjunto con una  resolución horizontal de 10 km y 70 niveles verticales, y realiza pronósticos hasta 168 horas (7 días) con una ejecución del modelo cada 6 horas. [ 12 ] Las dos últimas ejecuciones se pueden combinar para obtener un conjunto de 36 miembros.

Modelo de conjunto del Reino Unido (MOGREPS-UK)

El modelo de conjunto del Reino Unido consta de 3 miembros con una  resolución horizontal de 1,5 a 4 km y 70 niveles verticales, que pronostican hasta 120 horas (5 días) con una ejecución del modelo cada hora. [ 12 ] Las últimas 6 ejecuciones se pueden combinar para obtener un conjunto de 18 miembros.

Modelo determinista global

Aproximadamente 10  km de resolución con 70 niveles verticales en todo el dominio global. [ 12 ] Las predicciones alternan entre extensiones de 60 horas (2,5 días) y 144 horas (6 días). El modelo global proporciona información de límites para los modelos de dominio más pequeño. El modelo se mantiene cerca de la atmósfera real mediante la asimilación de datos híbrida 4D-Var [ 13 ] de observaciones.

Modelo determinista del Reino Unido (UKV)

Resolución horizontal de 1,5 a 4  km y 70 niveles verticales. [ 12 ] La resolución es de 1,5  km sobre el Reino Unido y de 4  km sobre las áreas circundantes. [ 14 ] [ 15 ] Las duraciones de los pronósticos varían, con pronósticos por hora hasta 12 horas, pronósticos cada tres horas hasta 54 horas (2,25 días) y pronósticos dos veces al día hasta 120 horas (5 días). El modelo utiliza condiciones de contorno del modelo determinista global, condiciones del mar del modelo de mares de plataforma AMM15 y se mantiene cerca de las observaciones utilizando asimilación de datos 4D-Var por hora.

Modelo del Atlántico Norte y Europa (retirado)

El modelo del Atlántico Norte y Europa (NAE) de la Met Office tenía 70 niveles con una  resolución de 12 km. [ 12 ] Se ejecutó durante 48 horas desde su inicio. Debido a que el Reino Unido se encuentra en una latitud norte, el modelo transpone el área del modelo a una ubicación ecuatorial para que los puntos de la cuadrícula den un área más cuadrada. Esto reduce la carga del modelo, lo que permite que se ejecute más rápidamente. El modelo se mantuvo cercano a la atmósfera real mediante la asimilación de datos 4D-Var de las observaciones.

Modelo Euro 4km (descatalogado)

70 niveles verticales,  resolución horizontal de 4,4 km. Duración de hasta 120 horas. [ 12 ] Actualmente, ha sido reemplazado por el UKV en muchas aplicaciones y por el Modelo Global en otras.

DRM/CAM

Los modelos regionales de defensa y los modelos de zonas de crisis son modelos que utilizan la misma configuración científica que el modelo del Reino Unido y que pueden desplegarse rápidamente para apoyar las operaciones militares y los esfuerzos de ayuda en caso de desastre. [ 12 ] Por ejemplo, para apoyar la MMU o las catástrofes ambientales.

Modelos de ondas orográficas

Este modelo de alta resolución proporciona información sobre ondas orográficas para diversas ubicaciones en todo el Reino Unido y otras áreas de interés para la Oficina Meteorológica.

Modelo global de olas de la Met Office

Este modelo simula las olas del mar en todo el mundo.

Suites de la UM fuera de la Oficina Meteorológica

Los conjuntos de modelos unificados, similares a los de la Met Office, son gestionados por la Oficina Australiana de Meteorología , la Organización Australiana de Investigación Científica e Industrial de la Commonwealth , el Servicio Meteorológico de Sudáfrica , el Instituto Meteorológico Noruego , el Instituto Nacional de Investigación del Agua y la Atmósfera de Nueva Zelanda , la Administración Meteorológica de Corea del Sur y el Centro Nacional de Pronóstico Meteorológico a Medio Plazo , una oficina subordinada del Ministerio de Ciencias de la Tierra de la India .

Oficina Australiana de Meteorología

La Oficina Australiana de Meteorología dispone de un sistema operativo de predicción global  determinista (ACCESS-G) con una resolución de 12,5 km y  un modelo de conjunto (ACCESS-GE) con una resolución de 33 km, que utiliza el Modelo Unificado. Este sistema global proporciona condiciones de contorno para varios sistemas regionales de mayor resolución que también utilizan el Modelo Unificado. Estos incluyen un  modelo determinista (ACCESS-C) con una resolución de 1,5 km y  un modelo de conjunto (ACCESS-CE) con una resolución de 2,2 km sobre Australia, así como un  modelo reubicable (ACCESS-TC) con una resolución de 4 km. [ 16 ]

Administración Meteorológica de Corea del Sur

La Administración Meteorológica de Corea del Sur dispone de un sistema operativo de pronóstico global con una resolución de 10 km, que utiliza el Modelo Unificado. Este sistema global proporciona las condiciones límite para un sistema local de predicción numérica del tiempo (NWP)  basado en el Modelo Unificado con una resolución de 1,5  km, que abarca la región de la península coreana.

UKCA

El modelo de Química y Aerosoles del Reino Unido ( UKCA ) es un submodelo del UM que se ocupa de la química de gases traza y aerosoles dentro del modelo. [ 17 ] Esto incluye el cálculo de las concentraciones de gases relevantes desde el punto de vista climático, como el metano y el ozono , así como la composición y evolución de los aerosoles . Al igual que la mayor parte del UM, el UKCA se desarrolló en colaboración entre la Oficina Meteorológica del Reino Unido y la comunidad académica británica.

JULIO

El Sistema Conjunto de Medio Ambiente Terrestre del Reino Unido (JULES) es un modelo de superficie terrestre desarrollado en colaboración entre la Oficina Meteorológica del Reino Unido (Met Office) y otros institutos de investigación. [ 18 ] JULES modela el intercambio de calor y humedad entre la atmósfera del Modelo Unificado y la superficie terrestre y la vegetación. JULES también puede utilizarse fuera de línea para estimar los impactos de diferentes modelos climáticos en la superficie terrestre y la hidrología.

Referencias

  1. ↑ Uso del modelo unificado para la predicción meteorológica en la Met Office. The Met Office 2011. Consultado el 10 de noviembre de 2011.
  2. ↑ Uso del modelo unificado para la modelización climática en la Met Office. The Met Office 2011. Consultado el 10 de noviembre de 2011.
  3. ↑ Colaboración del Modelo Unificado . The Met Office 2010. Consultado el 22 de abril de 2010.
  4. ↑ El Modelo Unificado . The Met Office 2011. Consultado el 10 de noviembre de 2011.
  5. ↑ Benjamin, SG, JM Brown, G. Brunet, P. Lynch, K. Saito y TW Schlatter, 2018: 100 años de progreso en pronósticos y aplicaciones de NWP. Meteor. Monogr., 59, 13.1–13.67, https://doi.org/10.1175/AMSMONOGRAPHS-D-18-0020.1 .
  6. ↑ Modelos oceánicos de la Met Office. Met Office 2011. Consultado el 10 de noviembre de 2011.
  7. ↑ Asimilación de datos y conjuntos de la Met Office . Consultado el 28 de diciembre de 2009.
  8. ↑ "Fortran 90" . The Met Office. 2008. Archivado del original el 30 de abril de 2003. Consultado el 30 de agosto de 2008 .
  9. ↑ "Paquetes operativos de predicción numérica del tiempo de 2008" . The Met Office. 2008. Consultado el 30 de agosto de 2008 .
  10. ↑ "Nuevas dinámicas" . The Met Office. 2008. Archivado del original el 18 de junio de 2010. Consultado el 3 de septiembre de 2008 .
  11. ↑ Modelo Unificado de la Oficina Meteorológica . Oficina Meteorológica 2009. Consultado el 28 de diciembre de 2009.
  12. 1 2 3 4 5 6 7 Configuraciones de modelos numéricos atmosféricos a partir de 2025. Met Office 2025.
  13. ↑ Asimilación de datos híbrida variacional/de conjunto. Archivado el 16 de marzo de 2012 en Wayback Machine . Met Office 2011.
  14. ↑ Problemas con la predicción numérica del tiempo de alta resolución , análisis del modelo UKV, Met Office 2010.
  15. ↑ Experiencias con una versión de 1,5 km del Modelo Unificado de la Oficina Meteorológica para pronósticos a corto plazo , analizando el modelo UKV, Oficina Meteorológica 2011.
  16. ↑ http://www.bom.gov.au/australia/charts/about/about_access.shtml Acerca del modelo ACCESS
  17. ↑ Modelo de química y aerosoles del Reino Unido desarrollado en colaboración con la Met Office. Consultado el 10 de noviembre de 2011.
  18. ↑ Colaboración JULES . The Met Office 2011. Consultado el 10 de noviembre de 2011.
  • Página web de Colaboración del Modelo Unificado en la Oficina Meteorológica del Reino Unido (Met Office).
  • Documentos modelo unificados
  • Introducción a la UM por NCAS
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