PREVISION CLIMATICA ESTACIONAL INTRODUCCION CHRISTOPHER ALEXANDER CUNNINGHAM CASTRO GRUPO DE PREVISION CLIMATICA

Misión Mantener el estado del arte en pronósticar el tiempo y clima disponiendo de la capacidad científica y tecnológica, para mejorar estos pronósticos en beneficio de la sociedad.

FILOSOFIA DE ACCION EN EL CPTEC  Direccionada para satisfacer las necesidades de los usuarios  Modelo dual : operaciones  investigación y desarrollo

BENEFICIOS Avance científico en los conocimientos de los procesos atmosféricos y oceánicos regionales y globales Aumento de la confianza en previsiones de tiempo y clima a corto, mediano y largo plazo en Brasil y países vecinos Reducción de pérdidas relacionadas con las variaciones del tiempo y clima en la agricultura, transporte, turismo, sector de energético, etc. Prevención de desastres ambientales, a través de la utilización de previsiones de tiempo y clima Apoyo a las acciones gubernamentales y de la sociedad en general, para la reducción de la pobreza y desequilibrios regionales

ORGANIZACION METOP GRUPO DE PREVISIÓN CLIMÁTICA DIVISIÓN DE MODELAMIENTO Y DESARROLLO DIVISIÓN DE SATÉLITES Y SISTEMAS AMBIENTALES DIVISIÓN DE OPERACIONES LABORATORIO DE METEOROLOGIA Y OCEANOGRAFIA METOP GRUPO DE PREVISIÓN CLIMÁTICA GRUPO DE PREVISIÓN DE TIEMPO GRUPO DE VISUALIZACIÓN GRUPO DE SUPERCOMPUTACIÓN

PRODUCTOS DEL CPTEC Ministério da Ciência e Tecnologia Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos PRODUCTOS DEL CPTEC Pronósticos de tiempo a corto y mediano plazo (hasta 5 días) Previsiones climáticas (hasta 3 meses) Monitoreo de parámetros ambientales y sus efectos sobre el clima Monitoreo de parámetros hidrometeorológicos (lluvia, agua en el suelo, períodos secos, etc..) Estudios de fenómenos del tiempo, clima y modelamiento atmosférico y oceánico Maestría y doctorado en meteorología Atención al público, imprenta, órganos gubernamentales, sectores económicos, etc.

METOP - OPERACIONES METEOROLOGICAS Recepción de datos observados y de satélite; Ejecución de GCMs y RCMs de previsión numérica del tiempo (PNT); Evaluación de los resultados; Generación de productos a partir de las PNT y de imágenes satelitales

MONITORAMIENTO Y PRONOSTICO DEL TIEMPO Ministério da Ciência e Tecnologia Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos MONITORAMIENTO Y PRONOSTICO DEL TIEMPO Procesamiento y diseminación de los modelos de previsión numérica de tiempo y evaluación de los resultados. Monitoreo del volumen y de la calidad de los datos meteorológicos recibidos en el CPTEC Reuniones diarias de análisis del tiempo con el fin de elaborar la previsión Elaboración de boletines de previsión de tiempo y de alertas para usuarios, instituciones de gobierno y público en general, a través de internet, fax y teléfono.

GRUPO DE PREVISION CLIMATICA Ministério da Ciência e Tecnologia Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos GRUPO DE PREVISION CLIMATICA OBJETIVOS El objetivo de esta área operativa del CPTEC es realizar estudios observacionales y simulaciones/previsiones experimentales utilizando modelos numéricos de circulación general; Analizar anomalías climáticas en escalas estacionales, intra-estacionales (OMJ) e inter-anuales (ENSO), y la variabilidad climática global.

GRUPO DE PREVISION CLIMATICA Ministério da Ciência e Tecnologia Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos GRUPO DE PREVISION CLIMATICA Procesamiento y diseminación de los resultados de modelos de previsión climática; Evaluación de los resultados; Monitoreo climático con los datos observados; Boletines de monitoreo y tendencia climática: Climanálise, Infoclima, SEPRE, boletines a usuarios, ... Reuniones mensuales de análisis climática en el CPTEC, en Centros Estaduales de Meteorologia, y en el Sudeste de América del Sur (Argentina, Paraguay y Uruguay) Atención al público a través de cartas, fax, e-mail, teléfono y elaboración de informativos y notas a la imprenta Auxilio en proyectos y programas especiales: PROARCO, PROCLIMA.

MODELOS TIPOS DE MODELOS Puramente estadísticos Puramente dinámicos Transformaciones estadísticas de resultados de modelos dinámicos para corregir las “malas” tendencias MODELOS

Qué son los modelos estadísticos ? Los modelos estadísticos son relaciones matemáticas que pueden mostrar los panoramas más problables en función de las estadísticas obtenidas de series históricas (datos observados) de una o más variables meteorológicas: Regresión multivariable Ajuste de curvas CCA SVD

Bajos recursos computacionales DESVENTAJA Necesidad de largas series históricas para una mejor perfomance.

MODELAMIENTO CLIMATICO NUMERICO

Qué son los modelos numéricos ? Modelos numéricos son esencialmente representaciones de los procesos físicos que ocurren en la atmósfera: Balance de energía Balance de momentum Termodinámica

SISTEMA CLIMATICO Es el resultado de complejas interacciones entre los diversos subsistemas climáticos

BALANCE DE ENERGIA

PRONOSTICO DEL TIEMPO Estado Final Estado Inicial ~ 2 semanas Atmósfera es caótica para plazos superiores a UNA semana. Observaciones Meteorológicas Previsión ~ 2 semanas Tiempo

La atmósfera es un continuum con un espectro contínuo de escalas de movimiento. No interesa cuan fina sea la rejilla, siempre habrán movimientos en escalas más pequeñas, los que no serán apropiadamente representados en las observaciones y modelos. Por lo tanto, hay un inevitable error en la determinación del estado inicial. La nolinearidad y la inestabilidad del sistema atmósferico harán que estos pequeños errores crezcan.

(Lorenz: The Essence of Chaos, 1993) meses CONDICION INICIAL CONDICION FINAL 0 15 días 105 días 200 días 300 días Tiempo Estación 1 Estación 2 Estación 3 Caos: “Un sistema que depende sensiblemente de las modificaciones interiores en las condiciones iniciales” (Lorenz: The Essence of Chaos, 1993)

REFERENCIAL TEORICO/CIENTIFICO PARA LA PREVISION CLIMATICA ESTACIONAL El estado medio de la atmósfera es previsible para aquellas regiones donde las variaciones climáticas estacionales son controladas por las lentas variaciones de la temperatura de la superficie de los océanos (TSM) tropicales; Aunque la TSM fuera prevista sin ningún error, todavía no sería posible prever exactamente la evolución de las variables atmosféricas porque la atmósfera posee una naturaleza caótica (no linear); La atmósfera tropical media estacional y los océanos tropicales son prácticamente insensibles a las condiciones iniciales y primordialmente determinados por las condiciones de contorno (forzantes en las fronteras); Buenos resultados en la simulación de la precipitación tropical (promedio estacional) para una dada TSM tropical

INFLUENCIA REMOTA DEL OCEANO PACIFICO TROPICAL - (EL NIÑO Y LA NIÑA) Seco Caliente Frio Lluvioso

INFLUENCIA DIRECTA DEL OCEANO ATLANTICO TROPICAL Caliente Frio Seco Frio Caliente Lluvioso

A Ministério da Ciência e Tecnologia Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos 800W 600W 400W 200W 00 200E 200N 00 200S + CALIENTE (B) (A) ZCIT A + FRIO LLUVIOSO +CALIENTE SECO

PREVISIBILIDAD ESTACIONAL Y TECNICA DE PREVISION EN CONJUNTO (“ENSEMBLE FORECASTING”) La previsibilidad está relacionada con la divergencia de previsiones que empezaron a partir de estados iniciales casi idénticos La previsibilidad climática no está en función del estado inicial, si no que es una respuesta de la atmósfera a las condiciones del entorno. Número de miembros: lo ideal sería un número infinitamente grande, pero esto requerirá más tiempo y espacio en un super-computador;

Alta Previsibilidad Baja Previsibilidad Condición Inicial Condición Final Condición Inicial Condición Final meses meses

 mayor dispersión entre los miembros - previsible menor dispersión entre los + previsible

ALTA PREVISIBILIDAD MEDIA PREVISIBILIDAD BAJA PREVISIBILIDAD ALTA PREVISIBILIDAD

Alta variabilidad de los fenómenos meteorológicos Limitaciones Alta variabilidad de los fenómenos meteorológicos Baja resolución (62500Km2) Escalas de corto tiempo: heladas, “veranicos”, inicio de la estación lluviosa Escalas espaciales pequeñas: valle-montaña, CCMs, brisas, ... 250 Km 62.500Km2

MODELAMIENTO NUMERICO REGIONAL

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Modelamiento global es impracticable para la mayoría de los países; Modelamiento regional es el ramo que más promete dentro de la ciencia del modelamiento. “Downscaling” estadístico