Una lluvia, muchos modelos: A quién le creo?

Se aproxima un nuevo evento de precipitaciones para Chile central y es una buena oportunidad para discutir un aspecto muy importante sobre los pronósticos meteorológicos, y que es la utilización de modelos para estimar la precipitación (y otras variables).

Advertencia: Esto no es un pronóstico!

Toda la información fue obtenida en la Oficina de Aplicaciones Satelitales de la Dirección Meteorológica de Chile, lugar donde trabajo, y las figuras que verán son para fines de análisis, no como pronóstico final.

Si una persona cualquiera quiere hacer un pronóstico del tiempo para saber si cierto día lloverá o no, además de ver el programa del Tiempo en la televisión, está la opción de entrar a algún sitio de meteorología y visualizar una carta de precipitaciones. Tal como las que se muestran a continuación (click para ampliar).

Las cartas mostradas corresponden a los modelos GFS, ETA y WRF, todos productos obtenidos de la Dirección Meteorológica de Chile (WRF es configurado y corrido en la DMC).  Como se puede ver a simple vista presentan diferencias sobre el pronóstico de precipitaciones para el día lunes 25 a las 12Z (08:00 hora local en Chile continental), y es natural que nazca la pregunta: A cuál le creo?

Dependiendo del grado de experiencia del usuario, se puede decidir por una u otra por su aspecto (hoy por hoy se encuentra una gama bastante amplia de visualizadores de modelos, unos más atractivos que otros), también puede decidirse porque “alguna vez” le dio resultado (si funcionó una vez, por qué no podría funcionar de nuevo), y otras razones que son poco técnicas.

Imágenes como las anteriores abundan en sitios de meteorología aficionada y se utilizan como producto final para asegurar o desmentir la ocurrencia de ciertos fenómenos (en este caso las precipitaciones) y la gran mayoría de las veces la decisión de cuál modelo mostrar es alguno de los criterios mencionados anteriormente.

El punto es que no es la forma más adecuada de proceder. Las razones son muchas, pero la principal es que estas cartas son resultado de modelos numéricos, que resuelven las ecuaciones que gobiernan la física y la dinámica atmosférica para representarla. Y es dentro de esas ecuaciones que la precipitación no es una variable nativa en los modelos, los procesos que generan precipitación se parametrizan (no se resuelven ecuaciones) y eso cambia radicalmente los resultados entre un modelo y otro.

Otro aspecto a tener en consideración es la resolución del modelo. Me explico. Los modelos resuelven las ecuaciones en matrices o grillas, haciendo los cálculos en cada punto de esa grilla. Mientras más fina sea la grilla o malla del modelo, más cálculos hará y de mayor resolución será el resultado (veremos unos ejemplos más adelante).

Entonces, lo que se hace para conocer la confiabilidad de un modelo es realizar cálculos de consistencia y ensamblados. Esto significa verificar que el modelo no cambiara radicalmente sus resultados de una actualización a otra y que al cambio de algún parámetro (en las parametrizaciones) estudiar los cambios en las variables.

Por ejemplo, un modelo con un mejor esquema de cúmulos, formará mejores y más realistas nubes de ese tipo y por lo tanto se aproximará más a la precipitación del tipo convectiva. Eso ocurre con el uso de suelo, temperatura del mar, capa límite, radiación, y un largo etcétera que afecta a las variables a pronosticar por el modelo.

Las figuras anteriores muestran el análisis hecho para el modelo GFS en el campo de presiones en superficie, el ensamblado para la precipitación y la probabilidad de ocurrencia de la precipitación. Se puede ver que GFS si cambió aspectos en la presión (y probablemente lo hizo en otras variables también) en sus actualizaciones.

Y que el ensamblaje centra el máximo de precipitación al sur de la IV región para la mañana del lunes. Sin embargo, al mirar la probabilidad de ocurrencia la mayor confianza está en la precipitación que se encuentra más al sur. Todos estos aspectos deben ser considerados para realizar un pronóstico (hacer click en las figuras para agrandar y ver toda la galería).

Por último revisemos la resolución. Hacer zoom a una imagen o que la gráfica tenga buena resolución (como la de Windyty) eso no significa que el modelo sea de gran resolución.

Veamos la siguiente galería:

Las figuras anteriores se centran en Chile central para el día lunes 25. Si se fijan bien, las tres primeras imágenes corresponden a las tres imágenes mostradas en la primera galería. Eso no significa que tienen mayor resolución, sólo hice un zoom en un área de interés, tal como podría hacerlo en algún sitio de pronósticos o aplicaciones para celular (imágenes muy viralizadas en redes sociales).

La diferencia radica en las dos últimas imágenes, WRF-12km y WRF-4km. Esos resultados sí tienen una mayor resolución. Lo que significa que el modelo resuelve las ecuaciones en una grilla mucho más fina y puede usar parametrizaciones más complejas. El modelo WRF que se corre en la Dirección Meteorológica de Chile posee una resolución de 36, 12, 4 km. Eso quiere decir que la grilla para los cálculos tiene un espaciado de 36, 12 y 4 km respectivamente.

Al observar las figuras WRF-36km,WRF-12km y WRF-4km las diferencias son notables. Y eso no quiere decir necesariamente que uno sea mejor que el otro, eso va a depender de los fines para los que se use. El modelo a 4 km logra captar de mejor manera los cambios de intensidad de la precipitación producto del efecto orográfico, cosa que los modelos globales, como GFS, o regionales gruesos como ETA y WRF-36 km, no logran tan bien.

Para ver las corridas de WRF-DMC a distintas resoluciones: http://www.meteochile.gob.cl/wrf/newModelos.php

Para ir cerrando, entonces para hacer un buen pronóstico de precipitación (u otra variable basada en un modelo numérico) es necesario nunca perder de vista: qué modelo es, qué resolución tiene (espacial y temporal), cuáles son sus parametrizaciones, con qué fines fue hecho ese modelo, para qué zona del mundo ese modelo funciona mejor (muchos papers de sensibilidad estudian eso), qué consistencia tiene el modelo, etc.

Es por eso que los meteorólogos, por lo general, no damos pronósticos basados sólo en un modelo, porque nunca hay que olvidar que los modelos son herramientas para el pronóstico y no el producto final (como las aplicaciones para el celular lo intentan demostrar).

Ah, y por último, las aplicaciones para celular, por lo general utilizan el modelo GFS (que es gratuito) con una resolución de 0.5º (50 km app) como su modelo de entrada para correr. Por eso no hay grandes diferencias entre una aplicación y otra, salvo en los aspectos gráficos de la misma.

Sean críticos de la información que ven por ahí!!

 

 

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Un comentario en “Una lluvia, muchos modelos: A quién le creo?

  1. Excelente.Me parece que estás llenando un espacio que la propia DMC debiera tomar en sus manos: EDUCACIÓN METEOROLÓGICA AL PUBLICO.Sería interesante si varios colegas como tú se unieran en tal esfuerzo en distintos ítemes. Da pena ver profusión de “intérpretes” de modelos met que ” pronostican” a sus anchas sobre todo la precipitación. Tal vez porque es lo más visible y directo para la ciudadanía. atte MAMP.

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