"Generación y aplicación de ensambles para la predicción a corto y mediano plazo en Argentina”

1. "Generación y aplicación de ensambles para la predicción a corto y mediano plazo en Argentina” Responsable: Celeste Saulo Participantes: Juan Ruiz, Claudia Campetella, Bibiana Cerne, Marcos Saucedo, Pablo Spennemann, Cristian Waimann Colaboradores externos: Manuel Pulido, Takemasamiyoshi, Lorena Ferreira, Laura Aldeco Reunión IANIGLA-CIMA, noviembre 2011

2. Objetivo general Mejorar la calidad del pronóstico del tiempo y el clima sobre Argentina Reunión IANIGLA-CIMA, noviembre 2011

3. Encuadre: El problema de la predicción Reunión IANIGLA-CIMA, noviembre 2011

4. Calidad de las condiciones iniciales Tesis doctoral de Marcos Saucedo Participan: Celeste Saulo, Juan Ruiz, TakemasaMiyoshi (u. Maryland) Estrategia: Asimilación de datos empleando Local ensemblekalmanfilter al modelo WRF Experimentos en base a la técnica de “modelo perfecto” Reunión IANIGLA-CIMA, noviembre 2011

5. Modelo perfecto y creación de observaciones Espaciamiento entre puntos: 10 km Duración: 3 meses Período: junio-julio-agosto 2010 Condiciones de contorno obtenidas del GDAS Tiempo de cómputos:15 días aprox. 1 3 2 Reunión IANIGLA-CIMA, noviembre 2011

6. Preguntas científicas ¿Es posible mejorar la calidad de la condición inicial aplicando LETKF a modelos regionales en alta resolución? ¿Cuál es la configuración óptima que debería tener un sistema de pronóstico/asimilación para obtener pronósticos del tiempo de calidad sobre nuestra región? ¿Es factible su implementación operativa? Reunión IANIGLA-CIMA, noviembre 2011

7. Calidad del modelo Estudio de la calidad de las simulaciones empleando distintas parametrizaciones de los procesos físicos Análisis de variables de superficie Estudio de la representación del viento en muy alta resolución (aplicación a la energía eólica) Desarrollo de sistemas de predicción por ensambles a partir de: Combinación de distintas parametrizaciones en el modelo WRF (ensamble físico) Reunión IANIGLA-CIMA, noviembre 2011

8. Resultados 2 1 Ruiz, Juan J., Celeste Saulo, Julia Nogués-Paegle, 2010: WRF Model Sensitivity to Choice of Parameterization over South America: Validation against Surface Variables. Mon. Wea. Rev., 138, 3342–3355 Reunión IANIGLA-CIMA, noviembre 2011

9. Resultados No puede identificarse una única configuración cuyo error en la representación de diversas variables sea mínimo en todos los casos, o para todas las regiones. De todas maneras es posible detectar las configuraciones que tienen una mejor performance Resulta claro que es imprescindible la utilización de ensambles de pronósticos para minimizar el error en términos estadísticos Reunión IANIGLA-CIMA, noviembre 2011

10. Aplicaciones a viento: energía eólica Tesis doctoral: Cristian Waimann Participan: Celeste Saulo, Juan Ruiz, Bibiana Cerne Waimann, C., Tesis de Licenciatura, 2011 Reunión IANIGLA-CIMA, noviembre 2011

11. Aplicaciones a viento: energía eólica Waimann, C., Tesis de Licenciatura, 2011 Reunión IANIGLA-CIMA, noviembre 2011

12. Calidad de las condiciones de contorno TESIS DOCTORAL DE PABLO SPENEMANN PARTICIPAN: CELESTE Saulo, carolina vera, juan ruiz, lorena ferreira Estrategia: Estudio de la variabilidad de la humedad del suelo con el fin de documentar el grado de control que ejerce el estado del suelo sobre la circulación atmosférica regional Estudios de sensibilidad de la calidad de los pronósticos a la inicialización del estado del suelo Reunión IANIGLA-CIMA, noviembre 2011

13. Global Land Data AssimilationSystem 1 (2001-2008) GLDAS-1 Root zonesoilmoisture (kg/m²) Annualmean Standard Deviation* Reunión IANIGLA-CIMA, noviembre 2011

14. Global Land Data AssimilationSystem 1 (2001-2008) SACZ SESA Reunión IANIGLA-CIMA, noviembre 2011 GLDAS-1 : AreaaveragedRZ-SMtemporal series

15. Global Land Data AssimilationSystem 1 (2001-2008) La humedad del suelo presenta gran variabilidad en Sudamérica. En particular, SACZ y SESA presentan comportamientos disímiles: la variabilidad en SACZ está dominada fundamentalmente por el ciclo anual en tanto que en SESA se observan fluctuaciones interanuales importantes. El EOF-1 muestra una estructura dipolar con anomalías de fase opuesta entre las regiones tropicales y subtropicales. El análisis espectral aplicado a la variabilidad temporal de la PC1, presenta picos significativos en escalas intraestacionales (~70 días). Los EOFs 2 y 3 muestran varias bandas con variabilidad importante, con picos en sus PC entre los 220 y los 180 días respectivamente . Reunión IANIGLA-CIMA, noviembre 2011

16. Calidad del pronóstico Participan: Celeste saulo, juan ruiz, lauraaldeco, claudia campetella, marcos saucedo Estrategia: Desarrollo de distintos sistemas de predicción por ensambles Pronósticos probabilísticos Calibración de los pronósticos mediante la utilización de datos observacionales (fundamentalmente precipitación) Verificación de calidad de pronósticos en alta resolución Reunión IANIGLA-CIMA, noviembre 2011

17. Resultados • How sensitive are probabilistic precipitation forecasts to the choice of calibration algorithms and the ensemble generation method? • Part I: Sensitivity to calibration methods (Ruiz and Saulo, Meteorol. Appl., 2011) • Part II: sensitivity to ensemble generationmethod (Ruiz, Saulo and Kalnay, Meteorol. Appl. 2011) • 3 estrategias de generación de ensambles: • Breeding(11 miembros) • Multi-model (11 miembros) • Pragmatic= corrimiento espacial ((2*m + 1)2 miembros, e.g., 121) • 4 métodos de calibración Reunión IANIGLA-CIMA, noviembre 2011

18. Resultados Shifted-MM Shifted-Breeding Shiftedcombined Reunión IANIGLA-CIMA, noviembre 2011

19. Resultados • Entre lasalternativasevaluadas, lasmejorasmássustantivas se obtuvieronmediante la combinación del ensamble multi-modelo con la técnicapragmática, en plazos entre 24 y 48 horas. Este resultadoesmuyalentador, porqueindicaqueesfactible la generación de ensambles con variosmiembros (más de 1000!) en centrosoperacionales con limitadacapacidad de cómputos Reunión IANIGLA-CIMA, noviembre 2011

20. Encuadre: El problema de la predicción Reunión IANIGLA-CIMA, noviembre 2011

21. ¿Preguntas? ¡gracias! Reunión IANIGLA-CIMA, noviembre 2011