Análisis de Sensibilidad y Evaluación del Rendimiento del Modelo WRF en la Predicción de un Evento de Lluvia Extrema en Itajubá, Sureste de Brasil
Autores: Garcia, Denis William; Reboita, Michelle Simões; Carvalho, Vanessa Silveira Barreto
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Municipio
Evento de precipitación
Modelo WRF
Experimentos de sensibilidad
Esquemas de microfísica
Patrón espacial de precipitación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 11
Citaciones: Sin citaciones
El 27 de febrero de 2023, el municipio de Itajubá en el sureste de Brasil experimentó un evento de lluvia de corta duración pero alta intensidad, causando impactos socioeconómicos significativos. Por lo tanto, este estudio evalúa el rendimiento del modelo de Investigación y Pronóstico del Tiempo (WRF) en la simulación de este evento extremo a través de un conjunto de experimentos numéricos de sensibilidad. La simulación de control siguió la configuración operativa utilizada diariamente por el Centro de Estudios de Pronóstico del Tiempo y Clima de Minas Gerais (CEPreMG). Experimentos adicionales probaron el uso de diferentes esquemas de microfísica (WSM3, WSM6, WDM6), condiciones iniciales y de frontera (GFS, GDAS, ERA5), y conjuntos de datos de superficie (temperatura de la superficie del mar y humedad del suelo de ERA5 y GDAS). El rendimiento del modelo se evaluó comparando las variables simuladas con las de varios conjuntos de datos. Nos centramos principalmente en la representación del patrón espacial de precipitación, métricas estadísticas (sesgo, correlación de Pearson y eficiencia de Kling-Gupta), e índices de inestabilidad atmosférica (CAPE, K y TT). Los resultados mostraron que ninguna de las simulaciones capturó con precisión la cantidad y distribución espacial de la precipitación en la región, probablemente debido a la compleja topografía y la naturaleza convectiva del evento estudiado. Sin embargo, el esquema de microfísica WSM3 y el uso de datos de SST de ERA5 proporcionaron una representación ligeramente mejor de los índices de inestabilidad, aunque estas configuraciones aún tuvieron un rendimiento deficiente en la simulación de la intensidad de la lluvia. Todas las simulaciones sobreestimaron los índices de inestabilidad en comparación con ERA5, aunque ERA5 en sí mismo puede subestimar los entornos convectivos. A pesar de algunas limitaciones en el rendimiento, los experimentos de sensibilidad proporcionaron valiosas ideas sobre el comportamiento del modelo bajo diferentes configuraciones para el sureste de Brasil, particularmente en un entorno convectivo dentro de un terreno montañoso. Sin embargo, se recomienda una evaluación adicional en múltiples eventos.
Descripción
El 27 de febrero de 2023, el municipio de Itajubá en el sureste de Brasil experimentó un evento de lluvia de corta duración pero alta intensidad, causando impactos socioeconómicos significativos. Por lo tanto, este estudio evalúa el rendimiento del modelo de Investigación y Pronóstico del Tiempo (WRF) en la simulación de este evento extremo a través de un conjunto de experimentos numéricos de sensibilidad. La simulación de control siguió la configuración operativa utilizada diariamente por el Centro de Estudios de Pronóstico del Tiempo y Clima de Minas Gerais (CEPreMG). Experimentos adicionales probaron el uso de diferentes esquemas de microfísica (WSM3, WSM6, WDM6), condiciones iniciales y de frontera (GFS, GDAS, ERA5), y conjuntos de datos de superficie (temperatura de la superficie del mar y humedad del suelo de ERA5 y GDAS). El rendimiento del modelo se evaluó comparando las variables simuladas con las de varios conjuntos de datos. Nos centramos principalmente en la representación del patrón espacial de precipitación, métricas estadísticas (sesgo, correlación de Pearson y eficiencia de Kling-Gupta), e índices de inestabilidad atmosférica (CAPE, K y TT). Los resultados mostraron que ninguna de las simulaciones capturó con precisión la cantidad y distribución espacial de la precipitación en la región, probablemente debido a la compleja topografía y la naturaleza convectiva del evento estudiado. Sin embargo, el esquema de microfísica WSM3 y el uso de datos de SST de ERA5 proporcionaron una representación ligeramente mejor de los índices de inestabilidad, aunque estas configuraciones aún tuvieron un rendimiento deficiente en la simulación de la intensidad de la lluvia. Todas las simulaciones sobreestimaron los índices de inestabilidad en comparación con ERA5, aunque ERA5 en sí mismo puede subestimar los entornos convectivos. A pesar de algunas limitaciones en el rendimiento, los experimentos de sensibilidad proporcionaron valiosas ideas sobre el comportamiento del modelo bajo diferentes configuraciones para el sureste de Brasil, particularmente en un entorno convectivo dentro de un terreno montañoso. Sin embargo, se recomienda una evaluación adicional en múltiples eventos.