Efectos topográficos a escala de subrejilla en la radiación para modelos de pronóstico del tiempo global
Autores: Baek, Sunghye; Kim, Junghan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Radiación solar
Terreno
Modelos a escala de red
Datos a escala subrejilla
Flujo radiante
Características topográficas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 6
Citaciones: Sin citaciones
La radiación solar entrante que llega a la superficie de la Tierra está fuertemente influenciada por el terreno superficial. Los modelos convencionales de pronóstico del tiempo global, con escalas de cuadrícula de aproximadamente 10 km, carecen de la resolución necesaria para capturar con precisión las variaciones inducidas por el terreno. Diseñamos un nuevo método de parametrización para incorporar datos de terreno de alta resolución a escala subcuadrícula en los cálculos de flujo radiativo a escala de cuadrícula sin promediar ni suavizar las características topográficas. Utilizando un modelo digital de elevación de 15 metros de la Misión de Radar de Topografía del Transbordador, calculamos datos a escala subcuadrícula y los transformamos a la cuadrícula de esfera cúbica del Modelo Integrado de Corea utilizando un diagrama de Voronoi para mantener la precisión geográfica. El nuevo esquema fue evaluado inicialmente a través de pruebas ideales fuera de línea y estudios de caso. Los resultados demostraron que el esquema capturó con precisión las variaciones en el flujo de radiación solar descendente, manteniendo el flujo medio a escala global casi constante. La diferencia de flujo medio global en todos los cielos fue inferior al 0.01%. Los análisis estadísticos demostraron mejoras en las predicciones de temperatura y altura geopotencial en comparación con los datos de reanálisis. El coeficiente de correlación de anomalías para Asia Oriental a 850 hPa aumentó en 0.036 a 240 horas de pronóstico. En general, el coeficiente de correlación de anomalías y el error cuadrático medio de altura geopotencial y temperatura mostraron mejoras, particularmente en el hemisferio norte y los trópicos. Es importante destacar que el esquema introduce requisitos adicionales de memoria y CPU despreciables, lo que lo hace adecuado tanto para modelos regionales como globales. Solo se observó un aumento del 0.58% en el tiempo de CPU para el pronóstico de 10 días.
Descripción
La radiación solar entrante que llega a la superficie de la Tierra está fuertemente influenciada por el terreno superficial. Los modelos convencionales de pronóstico del tiempo global, con escalas de cuadrícula de aproximadamente 10 km, carecen de la resolución necesaria para capturar con precisión las variaciones inducidas por el terreno. Diseñamos un nuevo método de parametrización para incorporar datos de terreno de alta resolución a escala subcuadrícula en los cálculos de flujo radiativo a escala de cuadrícula sin promediar ni suavizar las características topográficas. Utilizando un modelo digital de elevación de 15 metros de la Misión de Radar de Topografía del Transbordador, calculamos datos a escala subcuadrícula y los transformamos a la cuadrícula de esfera cúbica del Modelo Integrado de Corea utilizando un diagrama de Voronoi para mantener la precisión geográfica. El nuevo esquema fue evaluado inicialmente a través de pruebas ideales fuera de línea y estudios de caso. Los resultados demostraron que el esquema capturó con precisión las variaciones en el flujo de radiación solar descendente, manteniendo el flujo medio a escala global casi constante. La diferencia de flujo medio global en todos los cielos fue inferior al 0.01%. Los análisis estadísticos demostraron mejoras en las predicciones de temperatura y altura geopotencial en comparación con los datos de reanálisis. El coeficiente de correlación de anomalías para Asia Oriental a 850 hPa aumentó en 0.036 a 240 horas de pronóstico. En general, el coeficiente de correlación de anomalías y el error cuadrático medio de altura geopotencial y temperatura mostraron mejoras, particularmente en el hemisferio norte y los trópicos. Es importante destacar que el esquema introduce requisitos adicionales de memoria y CPU despreciables, lo que lo hace adecuado tanto para modelos regionales como globales. Solo se observó un aumento del 0.58% en el tiempo de CPU para el pronóstico de 10 días.