Simulación de las celdas atmosféricas tropicales mediante el modelo WRF considerando condiciones de forzamiento radiativo en el océano Pacífico tropical

Abstract

RESUMEN: En el presente trabajo de grado se evalúa y analiza el desempeño del modelo Weather Research and Forecasting (WRF) en cuanto a su capacidad para simular la circulación atmosférica tropical durante la ocurrencia de anomalías de temperatura superficial del océano SST, similares a las ocurridas durante eventos El Niño. 4 experimentos fueron implementados para desarrollar la evaluación. En un primer experimento de control (CTRL) se evaluó la representatividad de la circulación tropical de WRF por medio del forzamiento con promedios climatológicos provenientes de ERA-5. Un segundo experimento, EXP1, permitió observar cómo WRF reproduce la circulación tropical bajo condiciones de temperatura superficial del mar representativas de eventos El Niño. En este experimento, anomalías de temperatura superficial (skin temperatures, skt) calculadas mediante un composite de años Niño fueron sumadas al forzador del modelo. Debido a que los resultados obtenidos de la simulación asociada al EXP1 no mostraron cambios significativos en las celdas de circulación de Hadley y Walker, se plantearon dos experimentos adicionales. En uno de ellos, EXP2, las anomalías calculadas en EXP1 fueron sumadas no solamente a la temperatura superficial (skt) sino también a la temperatura superficial del mar (SST). Finalmente, se realizó el experimento EXP3 con el fin de analizar la sensibilidad del modelo a mayores cambios de SST. En este cuarto experimento se consideró una amplificación de las anomalías de temperatura superficial por un factor de 1.5. Respecto a los resultados, aquellos obtenidos de CTRL muestran que WRF simula pobremente el ascenso de los vientos y las precipitaciones en el Centro de Convergencia Intertropical ZCIT, así como tiende a sobreestimar las precipitaciones y el potencial de velocidad sobre el continente marítimo. Las celdas de Hadley y Walker fueron correctamente simuladas por el modelo, aunque se registró una sobreestimación en la celda de Walker, asociada a los sesgos del potencial de velocidad. EXP2 Y EXP3 denotan que en general el modelo captura la circulación de la atmósfera tropical y los cambios característicos de esta, debido a un forzamiento radiativo de la temperatura tipo El Niño. Sin embargo, los resultados obtenidos en EXP2 muestran que el desempeño de WRF al simular los cambios asociados al ENSO en la fase de desarrollo de El Niño (junio-noviembre) no es tan bueno, sin embargo esto es consecuente con lo reportado en la literatura. En este trabajo se discutieron 3 posibles razones: la primera, a razón de la resolución robusta de las simulaciones(80km); la segunda, debido a sesgos presentados por los modelos atmosféricos; y finalmente, las parametrizaciones usadas en los experimentos.