Impacto de las Opciones de Cúmulos de la Investigación y Pronóstico del Tiempo con Química en la Modelación Atmosférica en la Región Andina del Sur de Ecuador
Autores: Parra, Rene
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Impacto de las Opciones de Cúmulos de la Investigación y Pronóstico del Tiempo con Química en la Modelación Atmosférica en la Región Andina del Sur de Ecuador
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Esquemas de parametrización de cúmulos
área urbana
Calidad del aire
Precipitación
Variables meteorológicas
WRF-Chem
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 7
Citaciones: Sin citaciones
Los esquemas de parametrización de cúmulos modelan los efectos de escala subrejilla de la convección húmeda, afectando el pronóstico de la formación de nubes, la lluvia, los niveles de energía que llegan a la superficie y la calidad del aire. Trabajando con una resolución espacial de 1 km, estudiamos la influencia de los esquemas de parametrización de cúmulos codificados en el Weather Research and Forecasting with Chemistry Version 3.2 (WRF-Chem 3.2) para modelar en una ciudad andina en el sur de Ecuador (Cuenca, 2500 msnm), durante septiembre de 2014. Para evaluar el rendimiento, utilizamos registros meteorológicos del área urbana y estaciones ubicadas principalmente sobre la Cordillera, con alturas superiores a 3000 msnm, y registros de calidad del aire del área urbana. En primer lugar, no utilizamos ninguna parametrización de cúmulos (0 Sin Cúmulos). Luego, consideramos cuatro esquemas: 1 Kain-Fritsch, 2 Betts-Miller-Janjic, 3 Grell-Devenyi y 4 Grell-3 Ensemble. En promedio, la opción 0 Sin Cúmulos fue mejor para modelar variables meteorológicas sobre el área urbana, capturando el 66.5% de los registros y siendo la mejor para la precipitación (77.8%). Sin embargo, 1 Kain-Fritsch fue mejor para la temperatura (78.7%), y 3 Grell-Devenyi fue mejor para la velocidad del viento (77.0%) y la dirección del viento (37.9%). Todas las opciones proporcionaron rendimientos aceptables y comparables para modelar variables de calidad del aire a corto y largo plazo. Los resultados sugirieron que usar ningún esquema de cúmulos podría ser beneficioso para modelar de manera holística las variables meteorológicas y de calidad del aire en el área urbana. Sin embargo, todas las opciones, incluida la desactivación del esquema de cúmulos, sobreestimaron la cantidad total de precipitación sobre la Cordillera, lo que implica que su modelado necesita ser mejorado, particularmente para estudios sobre el suministro de agua y la gestión hidrológica. Todas las opciones también sobreestimaron los niveles de radiación solar en la superficie. Nuevas versiones de WRF-Chem y la parametrización de microfísica, el otro componente directamente relacionado con los procesos de nubes y lluvia, deben ser evaluadas. En el futuro, se puede evaluar un dominio interno más refinado, o un dominio interno que combine una resolución más alta (menos de 1 km) sobre la Cordillera, con celdas de 1 km sobre el área urbana.
Descripción
Los esquemas de parametrización de cúmulos modelan los efectos de escala subrejilla de la convección húmeda, afectando el pronóstico de la formación de nubes, la lluvia, los niveles de energía que llegan a la superficie y la calidad del aire. Trabajando con una resolución espacial de 1 km, estudiamos la influencia de los esquemas de parametrización de cúmulos codificados en el Weather Research and Forecasting with Chemistry Version 3.2 (WRF-Chem 3.2) para modelar en una ciudad andina en el sur de Ecuador (Cuenca, 2500 msnm), durante septiembre de 2014. Para evaluar el rendimiento, utilizamos registros meteorológicos del área urbana y estaciones ubicadas principalmente sobre la Cordillera, con alturas superiores a 3000 msnm, y registros de calidad del aire del área urbana. En primer lugar, no utilizamos ninguna parametrización de cúmulos (0 Sin Cúmulos). Luego, consideramos cuatro esquemas: 1 Kain-Fritsch, 2 Betts-Miller-Janjic, 3 Grell-Devenyi y 4 Grell-3 Ensemble. En promedio, la opción 0 Sin Cúmulos fue mejor para modelar variables meteorológicas sobre el área urbana, capturando el 66.5% de los registros y siendo la mejor para la precipitación (77.8%). Sin embargo, 1 Kain-Fritsch fue mejor para la temperatura (78.7%), y 3 Grell-Devenyi fue mejor para la velocidad del viento (77.0%) y la dirección del viento (37.9%). Todas las opciones proporcionaron rendimientos aceptables y comparables para modelar variables de calidad del aire a corto y largo plazo. Los resultados sugirieron que usar ningún esquema de cúmulos podría ser beneficioso para modelar de manera holística las variables meteorológicas y de calidad del aire en el área urbana. Sin embargo, todas las opciones, incluida la desactivación del esquema de cúmulos, sobreestimaron la cantidad total de precipitación sobre la Cordillera, lo que implica que su modelado necesita ser mejorado, particularmente para estudios sobre el suministro de agua y la gestión hidrológica. Todas las opciones también sobreestimaron los niveles de radiación solar en la superficie. Nuevas versiones de WRF-Chem y la parametrización de microfísica, el otro componente directamente relacionado con los procesos de nubes y lluvia, deben ser evaluadas. En el futuro, se puede evaluar un dominio interno más refinado, o un dominio interno que combine una resolución más alta (menos de 1 km) sobre la Cordillera, con celdas de 1 km sobre el área urbana.