Evaluación del rendimiento del modelo WRF en la simulación de procesos de línea de chubascos sobre el Highveld sudafricano
Autores: Mbokodo, Innocent L.; Burger, Roelof P.; Fridlind, Ann; Ndarana, Thando; Maisha, Robert; Chikoore, Hector; Bopape, Mary-Jane M.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 3
Citaciones: Sin citaciones
Las líneas de chubascos son algunos de los tipos más comunes de sistemas de nubes mesoscópicas en regiones tropicales y subtropicales. Las tormentas eléctricas asociadas con estos sistemas se encuentran entre las principales causas de desastres relacionados con el clima y pérdidas socioeconómicas en muchas regiones del mundo. Este estudio investiga la capacidad del modelo de Investigación y Pronóstico del Tiempo (WRF) para simular características de líneas de chubascos en la región del Highveld en Sudáfrica. Se seleccionaron dos casos de líneas de chubascos basados en la disponibilidad de datos de radar meteorológico del Servicio Meteorológico de Sudáfrica (SAWS): 21 de octubre de 2017 (inicio del verano austral) y 31 de enero-1 de febrero de 2018 (final del verano austral). Se utilizaron los conjuntos de datos ERA5 del Centro Europeo para Pronósticos Meteorológicos a Medio Plazo como proxies observacionales para analizar las características de las líneas de chubascos y compararlas con las simulaciones del WRF. Se observaron perturbaciones en el medio troposfera a lo largo de ondas del oeste en ambos casos. Estas perturbaciones estaban acopladas con vaguadas en la superficie sobre el interior central junto con los sistemas de alta presión al sur y sureste del país, creando fuertes gradientes de presión sobre la meseta, que también transporta humedad relativa hacia la costa y se extiende a la región del Highveld. El caso de 2018 también tenía un alto de ridging estructurado zonal, que era responsable de llevar humedad desde el suroeste del océano Índico hacia las partes orientales de Sudáfrica. Tanto ERA5 como WRF capturaron vientos cercanos a la superficie (800 hPa) y altos contenidos de humedad sobre las partes orientales del Highveld. Se observó una línea seca bien definida y se simuló adecuadamente para el evento de 2017, mientras que tanto ERA5 como WRF no mostraron ninguna línea seca para el caso de 2018 que fue desencadenado por la orografía. Mientras que WRF reprodujo con éxito los procesos a escala sinóptica de estos eventos climáticos extremos, la lluvia simulada sobre el área de interés exhibió una distribución espacial más amplia, con precipitación a gran escala sobreestimada y lluvia convectiva subestimada. Nuestro estudio muestra que los modelos son capaces de capturar estos sistemas, pero con algunas deficiencias, lo que resalta la necesidad de mejorar aún más los pronósticos.
Descripción
Las líneas de chubascos son algunos de los tipos más comunes de sistemas de nubes mesoscópicas en regiones tropicales y subtropicales. Las tormentas eléctricas asociadas con estos sistemas se encuentran entre las principales causas de desastres relacionados con el clima y pérdidas socioeconómicas en muchas regiones del mundo. Este estudio investiga la capacidad del modelo de Investigación y Pronóstico del Tiempo (WRF) para simular características de líneas de chubascos en la región del Highveld en Sudáfrica. Se seleccionaron dos casos de líneas de chubascos basados en la disponibilidad de datos de radar meteorológico del Servicio Meteorológico de Sudáfrica (SAWS): 21 de octubre de 2017 (inicio del verano austral) y 31 de enero-1 de febrero de 2018 (final del verano austral). Se utilizaron los conjuntos de datos ERA5 del Centro Europeo para Pronósticos Meteorológicos a Medio Plazo como proxies observacionales para analizar las características de las líneas de chubascos y compararlas con las simulaciones del WRF. Se observaron perturbaciones en el medio troposfera a lo largo de ondas del oeste en ambos casos. Estas perturbaciones estaban acopladas con vaguadas en la superficie sobre el interior central junto con los sistemas de alta presión al sur y sureste del país, creando fuertes gradientes de presión sobre la meseta, que también transporta humedad relativa hacia la costa y se extiende a la región del Highveld. El caso de 2018 también tenía un alto de ridging estructurado zonal, que era responsable de llevar humedad desde el suroeste del océano Índico hacia las partes orientales de Sudáfrica. Tanto ERA5 como WRF capturaron vientos cercanos a la superficie (800 hPa) y altos contenidos de humedad sobre las partes orientales del Highveld. Se observó una línea seca bien definida y se simuló adecuadamente para el evento de 2017, mientras que tanto ERA5 como WRF no mostraron ninguna línea seca para el caso de 2018 que fue desencadenado por la orografía. Mientras que WRF reprodujo con éxito los procesos a escala sinóptica de estos eventos climáticos extremos, la lluvia simulada sobre el área de interés exhibió una distribución espacial más amplia, con precipitación a gran escala sobreestimada y lluvia convectiva subestimada. Nuestro estudio muestra que los modelos son capaces de capturar estos sistemas, pero con algunas deficiencias, lo que resalta la necesidad de mejorar aún más los pronósticos.