Capacidad de Permitir Convección en la Simulación de un Caso de Ciclón Extratropical sobre el Sureste de América del Sur
Autores: Magalhães, Matheus Henrique de Oliveira Araújo; Reboita, Michelle Simões; da Rocha, Rosmeri Porfírio; Baldoni, Thales Chile; Gomes, Geraldo Deniro; Mattos, Enrique Vieira
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Ciclón extratropical
Brasil
Modelo WRF
Modelos que permiten la convección
Precipitación
Viento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 6
Citaciones: Sin citaciones
Entre el 14 y el 16 de junio de 2023, un ciclón extratropical afectó la costa sur-sureste de Brasil, causando daños significativos y pérdida de vidas. En el estado de Rio Grande do Sul, las autoridades de Defensa Civil informaron al menos 16 fallecimientos. Aunque los modelos numéricos pueden simular las características generales de los ciclones extratropicales, a menudo tienen dificultades para representar con precisión la intensidad y el momento de los vientos fuertes y las precipitaciones intensas. Un enfoque para mejorar tales simulaciones es el uso de modelos que permiten la convección (CPMs), en los que la convección se resuelve explícitamente. En este contexto, el objetivo principal de este estudio es evaluar el rendimiento del modelo de Investigación y Pronóstico Meteorológico (WRF) en modo CP, anidado en la reanálisis ERA5, en la representación tanto de las estructuras sinópticas como de mesoescala del ciclón, así como de sus vientos fuertes y precipitaciones asociados. El WRF-CP simuló con éxito la trayectoria del ciclón, aunque con algunas discrepancias en la ubicación del ciclón durante las primeras 12 horas. Las comparaciones con estimaciones de precipitación basadas en radar indicaron que el WRF-CP capturó la ubicación de las bandas de precipitación observadas. Durante la fase de oclusión del ciclón, cuando la precipitación fue particularmente intensa, se evaluaron las precipitaciones simuladas por hora y el viento a 10 m (velocidad, componentes zonales y meridionales) en comparación con observaciones de estaciones meteorológicas. El WRF-CP demostró una gran habilidad para simular tanto el momento como la intensidad de la precipitación, con coeficientes de correlación que superaron 0.4 y sesgos por debajo de 0.5 mm h. Se observaron algunas limitaciones en la simulación de la velocidad del viento a 10 m, que tendía a ser sobreestimada. Sin embargo, el modelo funcionó bien en la simulación de los componentes del viento, particularmente el componente zonal, como lo indican los valores de correlación predominantemente altos (la mayoría por encima de 0.4), lo que sugiere una buena representación de la dirección del viento, que es una función de los componentes zonales y meridionales. En general, la simulación destaca el potencial del WRF-CP para estudiar eventos meteorológicos extremos, incluidas las estructuras de pequeña escala incrustadas dentro de los ciclones de escala sinóptica responsables de producir condiciones climáticas adversas.
Descripción
Entre el 14 y el 16 de junio de 2023, un ciclón extratropical afectó la costa sur-sureste de Brasil, causando daños significativos y pérdida de vidas. En el estado de Rio Grande do Sul, las autoridades de Defensa Civil informaron al menos 16 fallecimientos. Aunque los modelos numéricos pueden simular las características generales de los ciclones extratropicales, a menudo tienen dificultades para representar con precisión la intensidad y el momento de los vientos fuertes y las precipitaciones intensas. Un enfoque para mejorar tales simulaciones es el uso de modelos que permiten la convección (CPMs), en los que la convección se resuelve explícitamente. En este contexto, el objetivo principal de este estudio es evaluar el rendimiento del modelo de Investigación y Pronóstico Meteorológico (WRF) en modo CP, anidado en la reanálisis ERA5, en la representación tanto de las estructuras sinópticas como de mesoescala del ciclón, así como de sus vientos fuertes y precipitaciones asociados. El WRF-CP simuló con éxito la trayectoria del ciclón, aunque con algunas discrepancias en la ubicación del ciclón durante las primeras 12 horas. Las comparaciones con estimaciones de precipitación basadas en radar indicaron que el WRF-CP capturó la ubicación de las bandas de precipitación observadas. Durante la fase de oclusión del ciclón, cuando la precipitación fue particularmente intensa, se evaluaron las precipitaciones simuladas por hora y el viento a 10 m (velocidad, componentes zonales y meridionales) en comparación con observaciones de estaciones meteorológicas. El WRF-CP demostró una gran habilidad para simular tanto el momento como la intensidad de la precipitación, con coeficientes de correlación que superaron 0.4 y sesgos por debajo de 0.5 mm h. Se observaron algunas limitaciones en la simulación de la velocidad del viento a 10 m, que tendía a ser sobreestimada. Sin embargo, el modelo funcionó bien en la simulación de los componentes del viento, particularmente el componente zonal, como lo indican los valores de correlación predominantemente altos (la mayoría por encima de 0.4), lo que sugiere una buena representación de la dirección del viento, que es una función de los componentes zonales y meridionales. En general, la simulación destaca el potencial del WRF-CP para estudiar eventos meteorológicos extremos, incluidas las estructuras de pequeña escala incrustadas dentro de los ciclones de escala sinóptica responsables de producir condiciones climáticas adversas.