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Predicción estacional

El objetivo de la predicción estacional es predecir el comportamiento climatológico más probable de los próximos meses. AEMET desarrolla metodologías para poder atender la fuerte demanda social de predicciones a estos alcances utilizando el potencial de los nuevos avances científicos puestos en operación a nivel internacional, dentro de los márgenes que permite la escasa predecibilidad atmosférica a estas escalas temporales en nuestras latitudes.

 

La naturaleza caótica de la atmósfera limita la capacidad de los modelos de Predicción Numérica del Tiempo para proporcionar predicciones de utilidad con alcances superiores a 10-14 días. No obstante, es posible efectuar predicciones a más largo plazo en zonas del planeta que tienen una señal moderada de predecibilidad atmosférica, ligada a la influencia de variables más predecibles en esas escalas  ya que evolucionan lentamente, como la temperatura del agua del mar. Este es el caso de los trópicos.  En las latitudes medias, las fluctuaciones meteorológicas de carácter aleatorio son generalmente mayores que la componente predecible del tiempo. En cualquier caso,  las predicciones a largo plazo son intrínsecamente probabilísticas; suministran información de las variables climáticas durante  la próxima estación en forma de probabilidad de ocurrencia de un rango de valores, anomalías, etc.

Análisis y predicción probabilística del índice de El Niño por el sistema de predicción estacional del CEPPM
Análisis y predicción probabilística del índice de El Niño por el sistema de predicción estacional del CEPPM

El ciclo de El Niño-Oscilación del Sur es el fenómeno que proporciona mayor predecibilidad a escala estacional, no sólo en el Pacífico tropical donde se produce, sino también en otras zonas muy distantes.  Además de El Niño, hay otras causas de la variabilidad climática estacional, como las anomalías de temperatura del agua del mar en las zonas tropicales de los océanos Indico y Atlántico, que condicionan el clima en las regiones continentales circundantes. Otros factores, como la cobertura de nieve y el contenido de humedad del suelo, pueden tener también influencia en las variaciones del clima a escala estacional.

A nivel mundial se han desarrollado dos tipos de métodos para elaborar predicciones de tipo estacional. Los métodos estadísticos tienen en cuenta relaciones empíricas entre los factores mencionados (temperatura del agua del mar, humedad del suelo etc) y las anomalías de las variables climáticas. Los métodos dinámicos utilizan modelos acoplados de circulación general océano-atmósfera para generar una predicción por conjuntos basada, fundamentalmente, en diferentes valores iniciales de la temperatura del agua del mar.

El objetivo de las actividades de I+D+i de AEMET en predicción estacional consiste en estudiar la predecibilidad atmosférica en nuestra región en estas escalas temporales, así como utilizar el potencial de las salidas de los métodos de predicción estacional a nivel global y de los procedimientos de descenso de escala de los modelos globales que se realizan en la Agencia, para suministrar predicciones estacionales sobre nuestra región con indicación de su incertidumbre.

Percentil de la precipitación previsto en octubre de 2011 para los tres próximos trimestres desplazados
Percentil de la precipitación previsto en octubre de 2011 para los tres próximos trimestres desplazados

Regionalización del sistema de predicción estacional del CEPPM

AEMET ha desarrollado y aplica de modo experimental desde hace años un método estadístico de regionalización de las salidas del sistema de predicción por conjuntos ( ensemble) para la predicción estacional del Centro Europeo de Predicción a Plazo Medio, basado en un modelo acoplado de circulación océano-atmósfera global.

El procedimiento de regionalización estadístico utilizado consiste en la búsqueda de una serie de análogos sinópticos de los miembros del ensemble del CEPPM, así como de su climatología o hindcast, utilizando como base de datos los campos del reanálisis del CEPPM. Los datos de precipitación en una rejilla de alrededor de 50km de resolución que cubre la península Ibérica y Baleares constituyen la referencia observacional.

Sobre esta rejilla, se calculan para cuatro trimestres -desplazados un mes entre si- las anomalías y probabilidades de superar  la media climática, percentiles, anomalías de percentiles y probabilidades de que el trimestre sea seco, normal y húmedo.

La figura muestra el percentil de la precipitación previsto por el método de regionalización por análogos (izquierda) y la salida directa de la predicción estacional del CEPPM sobre la rejilla de  50km de resolución (derecha) en el mes de septiembre de 2011 para los tres próximos trimestres desplazados (filas).

AEMET puso en funcionamiento e integra regularmente todos los meses en modo experimental el modelo climático regional RCA, desarrollado en Suecia, para realizar una regionalización dinámica de las salidas del sistema de predicción estacional del CEPPM. El modelo RCA es la versión climática del modelo numérico de predicción meteorológica HIRLAM, operativo en   AEMET. El modelo HIRLAM es desarrollado por un Consorcio europeo de Servicios Meteorológicos Nacionales en el que participa AEMET desde comienzos de los años 90. El modelo RCA para predicción estacional se ejecuta a una resolución de 0.5º en un sistema de predicción ensemble de 11 miembros, utilizando como condiciones iniciales y  de contorno los campos del sistema de predicción estacional del CEPPM. La climatología se obtiene para cada mes de predicción para el periodo 1981-2005 con 5 miembros del ensemble.

Combinación de salidas de modelos de predicción estacional

AEMET trabaja en el desarrollo de una metodología para la predicción operativa basado en la utilización de las salidas de los sistemas de predicción por conjuntos para predicción estacional generados por varios  centros: CEPPM, los  Servicios Meteorológicos Nacionales de Francia (Météo-France) Reino Unido (UKMO), Estados Unidos (NCEP), el Instituto internacional de investigación del Clima (IRI)?

Precipitación acumulada prevista en el mes de septiembre de 2011 por diferentes sistemas de predicción estacional
Precipitación acumulada prevista en el mes de septiembre de 2011 por diferentes sistemas de predicción estacional

La figura muestra en una rejilla común la precipitación acumulada prevista en el mes de septiembre de 2011 para los tres próximos trimestres desplazados (filas) en España peninsular y Baleares por la media del ensemble de diferentes sistemas de predicción estacional  (en las diferentes columnas: regionalización estadística de AEMET, CEPPM, Météo-France y UKMO).

 

Evaluación y validación de las predicciones estacionales sobre España

El desarrollo de procedimientos operativos para elaborar una predicción a partir de la combinación de las salidas de los sistemas de predicción estacional,  así como para obtener una estimación de su incertidumbre, pasa por llevar a cabo trabajos continuados de verificación de estos sistemas sobre nuestra región de interés.

AEMET verifica regularmente estas predicciones estacionales de los diferentes sistemas. En la figura se muestra el error de la precipitación acumulada trimestralmente prevista por la media del ensemble del sistema de predicción estacional del CEPPM (derecha), y de la regionalización estadística realizada en AEMET (izquierda) en el  trimestre de julio-agosto-septiembre de 2011 para las predicciones realizadas en junio, mayo y abril (primera, segunda y tercera filas).

Verificación de la precipitación prevista para el trimestre julio-agosto-septiembre
Verificación de la precipitación prevista para el trimestre julio-agosto-septiembre

AEMET viene colaborando con otras instituciones nacionales y europeas en el ámbito de la predicción estacional. En los últimos años ha participado en el proyecto de investigación del 6º Programa Marco de la Unión Europea, ENSEMBLES, y con anterioridad en el proyecto DEMETER. En el ámbito nacional cabe destacar la colaboración con la Universidad de Cantabria y el Instituto Catalán de Ciencias del Clima.

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