Sobre la Predecibilidad de Simulaciones Globales de Mesoscala de 30 Días de Ondas de Este Africanas durante el Verano de 2006: Una Perspectiva con el Modelo de Lorenz Generalizado
Autores: Shen, Bo-Wen
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Sobre la Predecibilidad de Simulaciones Globales de Mesoscala de 30 Días de Ondas de Este Africanas durante el Verano de 2006: Una Perspectiva con el Modelo de Lorenz Generalizado
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Ciencias de la Tierra y Geología
Palabras clave
Avances
Modelado computacional
Predicciones meteorológicas
Caos
Inestabilidad
Modelo de Lorenz
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
Los avances recientes en tecnología de modelado computacional y global han proporcionado el potencial para mejorar las predicciones meteorológicas a escalas de largo alcance. En estudios anteriores del autor y sus coautores, se obtuvieron simulaciones realistas de 30 días de múltiples ondas africanas del este (AEWs) y un chorro africano del este (AEJ) promedio. La formación del huracán Helene (2006) también fue simulada de manera realista desde el Día 22 hasta el Día 30. En este estudio, se analizó más a fondo dicha predictibilidad extendida basada en los recientes entendimientos del caos y la inestabilidad dentro de los modelos de Lorenz y el modelo de Lorenz generalizado. El análisis sugirió que una declaración de la predictibilidad teórica de dos semanas no es universal. Nuevas perspectivas sobre procesos caóticos y no caóticos reveladas por el modelo de Lorenz generalizado (GLM) indicaron el potencial para extender los plazos de predicción. Dos características principales dentro del GLM incluyeron: (1) tres tipos de atractores (que también aparecieron en el modelo original de Lorenz) y (2) dos tipos de coexistencia de atractores. Las características sugieren una visión refinada sobre la naturaleza del clima, de la siguiente manera: La totalidad del clima es un superconjunto que consiste en procesos caóticos y no caóticos. Se puede obtener una mejor predictibilidad para soluciones estables en estado estacionario y soluciones periódicas no lineales que ocurren en parámetros de Rayleigh pequeños y grandes, respectivamente. En comparación, las soluciones caóticas aparecen solo en parámetros de Rayleigh moderados. Los errores asociados con procesos disipativos a pequeña escala no contaminan necesariamente las simulaciones de procesos a gran escala. Basado en las soluciones periódicas no lineales (también conocidas como soluciones de ciclo límite), aquí proponemos un mecanismo hipotético para la recurrencia (o periodicidad) de las sucesivas AEWs. La insensibilidad de los ciclos límite a las condiciones iniciales implica que las simulaciones de AEW con fuerte calentamiento y no linealidad balanceada podrían ser más predecibles. Basado en el mecanismo hipotético, se discute la posibilidad de extender los plazos de predicción a escalas de largo alcance. El trabajo futuro incluirá refinar el modelo para examinar mejor la validez del mecanismo para explicar la recurrencia de múltiples AEWs.
Descripción
Los avances recientes en tecnología de modelado computacional y global han proporcionado el potencial para mejorar las predicciones meteorológicas a escalas de largo alcance. En estudios anteriores del autor y sus coautores, se obtuvieron simulaciones realistas de 30 días de múltiples ondas africanas del este (AEWs) y un chorro africano del este (AEJ) promedio. La formación del huracán Helene (2006) también fue simulada de manera realista desde el Día 22 hasta el Día 30. En este estudio, se analizó más a fondo dicha predictibilidad extendida basada en los recientes entendimientos del caos y la inestabilidad dentro de los modelos de Lorenz y el modelo de Lorenz generalizado. El análisis sugirió que una declaración de la predictibilidad teórica de dos semanas no es universal. Nuevas perspectivas sobre procesos caóticos y no caóticos reveladas por el modelo de Lorenz generalizado (GLM) indicaron el potencial para extender los plazos de predicción. Dos características principales dentro del GLM incluyeron: (1) tres tipos de atractores (que también aparecieron en el modelo original de Lorenz) y (2) dos tipos de coexistencia de atractores. Las características sugieren una visión refinada sobre la naturaleza del clima, de la siguiente manera: La totalidad del clima es un superconjunto que consiste en procesos caóticos y no caóticos. Se puede obtener una mejor predictibilidad para soluciones estables en estado estacionario y soluciones periódicas no lineales que ocurren en parámetros de Rayleigh pequeños y grandes, respectivamente. En comparación, las soluciones caóticas aparecen solo en parámetros de Rayleigh moderados. Los errores asociados con procesos disipativos a pequeña escala no contaminan necesariamente las simulaciones de procesos a gran escala. Basado en las soluciones periódicas no lineales (también conocidas como soluciones de ciclo límite), aquí proponemos un mecanismo hipotético para la recurrencia (o periodicidad) de las sucesivas AEWs. La insensibilidad de los ciclos límite a las condiciones iniciales implica que las simulaciones de AEW con fuerte calentamiento y no linealidad balanceada podrían ser más predecibles. Basado en el mecanismo hipotético, se discute la posibilidad de extender los plazos de predicción a escalas de largo alcance. El trabajo futuro incluirá refinar el modelo para examinar mejor la validez del mecanismo para explicar la recurrencia de múltiples AEWs.