sistema de pronóstico numérico operativo de mareas de tormenta

SISTEMA DE PRONÓSTICO NUMÉRICO OPERATIVO DE MAREAS DE
TORMENTA, MAREJADAS Y OLEAJE PARA LOS MARES
MEXICANOS Y ZONA COSTERA
INFORME 1ª ETAPA
Elaborado para:
Centro de Ciencias de la Atmósfera
Universidad Nacional Autónoma de México
Responsable del Proyecto: Dr. Jorge Zavala Hidalgo
Autores:
Jorge Zavala Hidalgo
Adolfo Contreras Ruiz-Esparza
Octavio Gómez Ramos
Erika Danaé López Espinoza
Fernando Magariños Lamas
Erick Raúl Olvera Prado
Ma. Elena Osorio Tai
Rosario Romero Centeno
Ranulfo Rodríguez Sobreyra
Angel Ruiz Angulo
1
INDICE
Introducción………………………………………………………….……................
3
I. Especificaciones del SIPROMMAT.........................................................................
4
I.1. Configuración del sistema.....................................................................................
4
I.1.1. Hardware.............................................................................................................
4
I.1.2. Software...............................................................................................................
6
II. Descripción de los modelos numéricos..................................................................
8
II.1 Pronóstico meteorológico………………………………………….……….........
8
II.1.1. Configuración del WRF………………………….……….……..…................
12
II.1.2. Productos gráficos…………………………………….………………............
13
II.2. Pronóstico de oleaje y marejada………………………………………..…........
14
II.2.1. Productos gráficos……………………………………………………..............
14
II.3. Pronóstico de marea de tormenta....……………………………….……….......
16
II.3.1. Productos gráficos……………………………………………………..............
18
III. Descripción del sitio web........................................................................................
19
IV. Elección del modelo de marea de tormenta..........................................................
21
Bibliografía……………………………………………………..…..…........................
23
2
SISTEMA DE PRONÓSTICO NUMÉRICO OPERATIVO DE MAREAS DE TORMENTA,
MAREJADAS Y OLEAJE PARA LOS MARES MEXICANOS Y ZONA COSTERA
INFORME 1ª ETAPA
Introducción
La necesidad de mejorar la seguridad en la zona costera y en las operaciones marítimas requiere de
mejores pronósticos del tiempo y de las condiciones oceánicas. La información que proveen los
pronósticos numéricos permite planear mejor las actividades, optimizar recursos y reducir los riesgos
de accidentes. Por este motivo, no sólo es necesario pronosticar con mayor precisión los eventos
extremos, sino también las condiciones cotidianas. En los últimos años, mejores modelos y esquemas
de asimilación de datos, mayor disponibilidad de datos satelitales, computadoras mucho más poderosas
y avances en los esquemas numéricos y en las parametrizaciones de los modelos han permitido
incrementar sustancialmente la capacidad predictiva de los pronósticos. En ese marco, el esfuerzo
conjunto entre el Centro de Ciencias de la Atmósfera de la Universidad Nacional Autónoma de México
y el Servicio Meteorológico Nacional (SMN) de la Comisión Nacional del Agua para implementar este
avanzado sistema de pronóstico numérico permitirá al SMN ofrecer más productos y de mejor calidad,
además de fortalecer sus recursos humanos e infraestructura.
En este informe se presenta el diseño y desarrollo del Sistema de Pronóstico Numérico de Mareas de
Tormenta, Marejadas y Oleaje (SIPROMMAT) para los mares mexicanos y zona costera, tanto del
Atlántico como del Pacífico. El sistema consta de los pronósticos numéricos; de programas para
preprocesar y posprocesar la información requerida y la generada por los modelos; de un conjunto de
scripts que automatizan la ejecución de los modelos y programas; de un sitio web para el despliegue
gráfico de la información para su consulta, y de una base de datos para almacenamiento y despliegue de
pronósticos históricos.
En la sección I se describen el hardware que utiliza el sistema de pronóstico, su arquitectura y el
software (sistema operativo, compiladores, licencias). En la sección II se presentan las características
de los modelos y las configuraciones que se están elaborando; en la sección III se describe el sitio web
y la base de datos que se elaboraron para el despliegue gráfico de los pronósticos y, finalmente, en la
sección IV se explica la elección del modelo para el pronóstico de marea de tormenta.
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I. Especificaciones del SIPROMMAT
El sistema de pronóstico se basa en tres modelos numéricos: el modelo atmosférico Weather, Research
and Forecasting (WRF) (Skamarock et al., 2008), el modelo de marea de tormenta Advanced
Circulation (ADCIRC) (Luettich and Westerink, 2004) y el modelo de oleaje Wave Watch III (Tolman,
2009). También se corren programas especialmente desarrollados para generar gráficas, para
preprocesar la información que requieren los diferentes modelos y posprocesar aquella generada por los
modelos. El sistema también cuenta con un sitio web en el cual se despliegan en forma gráfica los
pronósticos y con una base de datos para almacenar pronósticos históricos, los cuales también pueden
ser consultados a través del portal web.
El sistema de pronóstico numérico incluye un servidor para correr los modelos y los programas de
graficado, preprocesado y posprocesado; una computadora/servidor de visualización para el
almacenamiento de los pronósticos históricos y el despliegue gráfico de los pronósticos, un ruteador
para distribuir la información y para tener conexión directa de equipos y un switch para la conexión de
los equipos a Internet. Además se incluyen otros componentes como unidades UPS y cableado de
diversos tipos. En la figura 1 se muestra un esquema del hardware del cual está compuesto el equipo.
I.1. Configuración del sistema
I.1.1. Hardware
Servidor de Procesamiento
Marca: Dell
Modelo: PowerEdge T710
Características:
2 procesadores Intel Xeon X5660
48 Gb en RAM
4 Tb en Disco Duro
3 años de garantía
Servidor de Visualización
Marca: Dell
Modelo: XPS 8300
Características:
4
Procesador Intel Core i7-2600
12 Gb en RAM
2 Tb en Disco Duro
3 años de garantía
UPS 1
Descripción: No-break para el servidor de procesamiento
Marca: Tripp-Lite
Modelo: SMART3000NET
Características:
Capacidad de 3kVA
23 minutos de respaldo a media carga
UPS 2
Descripción: No-break para el servidor de visualización
Marca: Tripp-Lite
Modelo: OMNI1500LCD
Características:
Capacidad de 1500VA
13 minutos de respaldo a media carga
Ruteador
Descripción: Ruteador para la conexión directa de equipos
Marca: Cisco Linksys
Modelo: WRT320N
Características:
Puertos Ethernet Gigabit
Switch
Descripción: Switch para la conexión de los equipos a Internet
Marca: Cisco Linksys
Modelo: SE2500
Características:
Puertos Ethernet Gigabit
Disco duro de red
Descripción: Disco duro de red para el respaldo de las salidas
Marca: LACIE
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Modelo: 5big Network 2
Características:
5 Tb de capacidad
Ethernet Gigabit
Tarjeta de red
Descripción: Segunda tarjeta de red para el servidor de visualización
Marca: Intellinet
Modelo: 522328
Características:
Ethernet Gigabit
Figura 1. Diagrama de los componentes de hardware y flujo de información.
I.1.2. Software
El software del cual se compone el SIPROMMAT incluye los modelos WRF, WWIII y ADCIRC,
además de programas desarrollados especialmente para este sistema que realizan funciones de
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preprocesamiento y posprocesamiento de datos y una licencia del compilador de la compañía Portland
Group. Del modelo WRF se extraen los vientos a 10 m, los cuales se utilizan para forzar los modelos
ADCIRC y WWIII; estos datos tienen que cambiarse de formato para adaptarse a las mallas y formatos
requeridos por los modelos. El modelo ADCIRC se utiliza para realizar el pronóstico de marea de
tormenta y el modelo WWIII para realizar el pronóstico de oleaje y marejada. Los datos de entrada para
el modelo WRF se obtienen del pronóstico del modelo Global Forecast System (GFS) disponible en el
sitio de Internet ftp://ftpprd.ncep.noaa.gov/pub/data/nccf/com/gfs/prod/. Una vez obtenidas las
condiciones iniciales y de frontera se corre el modelo de pronóstico meteorológico WRF;
posteriormente se corre el modelo WWIII en dos dominios, uno para todo el Pacífico utilizando como
forzamiento los vientos del modelo GFS y el otro para los mares mexicanos y zonas adyacentes usando
los vientos generados por el WRF. Para el dominio del Pacífico mexicano se utilizan como condiciones
de frontera los campos generados por el pronóstico del dominio que incluye todo el Pacífico.
Posteriormente se corre el modelo de marea de tormenta ADCRIC, utilizando como forzamiento los
vientos generados por el WRF y como condiciones de frontera las principales componentes de marea
astronómica (Fig.2). Las componentes de marea se obtuvieron del TPXO 7.2.
Una vez obtenidas las salidas del WRF, WWIII y ADCIRC se generan los gráficos correspondientes y
se envían al servidor web y a la base de datos del SIPROMMAT. El sitio web permite el despliegue
gráfico de las salidas. En la figura 2 se muestra un diagrama de flujo del SIPROMMAT.
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Figura 2. Diagrama de flujo del sistema de pronóstico. El significado de los acrónimos se explica en el
texto.
II. Descripción de los modelos numéricos
II.1. Pronóstico meteorológico
Entre los modelos numéricos más avanzados en la actualidad para la predicción del tiempo a escala
regional o mesoescala está el WRF. Por sus capacidades probadas, se escogió como el modelo para
generar los vientos de alta resolución del SIPROMMAT. El WRF es un modelo de predicción numérica
del tiempo diseñado para la investigación y para aplicaciones operativas. Diversas instituciones han
contribuido y siguen contribuyendo a su desarrollo, con el firme objetivo de construir el modelo de
pronóstico numérico de mesoescala de la siguiente generación (modelos como el MM5 pertenecen a la
generación anterior), para lograr un avance en el entendimiento de los procesos atmosféricos y en la
predicción del tiempo (Skamarock, 2008). El modelo WRF ha sido desarrollado principalmente por el
National Center for Atmospheric Research (NCAR), la National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA), el National Center for Environmental Prediction (NCEP), el Earth System
Research Laboratory (ESRL), la Air Force Weather Agency (AFWA), el Naval Research Laboratory
(NRL), el Center for Analysis and Prediction Storms (CAPS) y la Federal Aviation Administration
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(FAA). El código del modelo está abierto a la comunidad y ha sido optimizado de manera que puede
ser adaptado tanto a supercomputadoras que trabajan en paralelo como a computadoras personales. El
modelo es muy versátil y se puede usar en una gran diversidad de aplicaciones, tales como
simulaciones idealizadas, simulaciones reales (predicción numérica en tiempo real), modelación de la
calidad del aire y estudios de interacción océano-atmósfera mediante el acoplamiento con modelos
oceánicos. En el desarrollo del SIPROMMAT se utiliza la versión 3.3.1.
Los principales componentes del modelo se muestran en la figura 3. El WRF Software Infrastructure
(WSF) contiene los códigos que incorporan la física al modelo (dynamic solvers) y los paquetes físicos
que constituyen la interfaz con los códigos. También se localizan aquí los códigos necesarios para
realizar asimilación de datos y para emplear algunas opciones relacionadas con la química atmosférica.
Fuera del WSF, se encuentra la parte de preprocesamiento y posprocesamiento de las simulaciones
numéricas. El modelo cuenta con dos núcleos que resuelven su física, el Advanced Research WPS
(ARW) y el Nonhydrostatical Mesoscale Model (NMM). En la configuración desarrollada para el
SIPROMMAT se utiliza el núcleo ARW. A continuación se describe brevemente la versión del WRF
con este núcleo.
Figura 3. Esquema de las principales componentes del modelo WRF.
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Núcleo ARW
El núcleo ARW es el componente donde se inicializa el modelo para cualquiera de los casos de
simulación, ideales o reales. En este núcleo también se lleva a cabo la integración numérica del
dominio principal y de los anidamientos.
Las características del núcleo ARW (ver Figura 4), son las siguientes:
•
Ecuaciones: Modelo totalmente compresible, no-hidrostático, basado en flujo euleriano, con una
opción hidrostática.
•
Coordenada vertical: Coordenada que sigue el terreno y que permite un estiramiento en los
niveles verticales. El tope del modelo es una superficie de presión constante.
•
Malla horizontal: Malla escalonada tipo Arakawa C.
•
Integración en tiempo: Runge-Kutta de 2do y 3er orden con paso de tiempo menor para ondas
acústicas y de gravedad.
•
Discretización espacial: Opcional de 2do y 6to orden en la horizontal y vertical.
•
Condiciones de frontera laterales: Periódicas, abiertas y simétricas.
•
Condiciones de frontera en superficie: Física o free-slip.
•
Anidamientos: Unidireccionales interactivos, bi-direccionales interactivos y movibles, estos
últimos pueden usarse a través de movimientos especificados por el usuario o con un algoritmo que
sigue el movimiento de un vórtice.
•
Malla global: Cuenta con capacidad para realizar simulaciones globales.
•
Microfísica: Esquemas simplificados para simulaciones idealizadas y esquemas complejos que
incorporan explícitamente procesos de precipitación, vapor de agua y nubes.
•
Parametrizaciones de cúmulus: Diversos esquemas para modelos de mesoescala.
•
Capa límite planetaria: Esquema de energía cinética turbulenta y esquemas no locales.
Sistema de Preprocesamiento del WRF
Este componente del modelo (WRF Preprocessing System, WPS) es utilizado para simulaciones reales.
Aquí, el usuario puede definir los dominios de la simulación, interpolar los datos terrestres a los
dominios (por ejemplo topografía, tipo de suelo, uso de suelo, etc.), así como decodificar e interpolar
los datos meteorológicos que alimentan al modelo.
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WRF-Var
Este programa es opcional y se encarga de incorporar observaciones a los análisis interpolados creados
por el WPS (por ejemplo datos de superficie, radiosondeos, datos de radar, etc.), generando un ajuste
en las condiciones iniciales del modelo.
Posprocesamiento y visualización
Esta componente del modelo depende totalmente del usuario pues existe una gran cantidad de
herramientas gráficas que pueden ser utilizadas para visualizar las simulaciones numéricas. Algunas de
estas opciones son: NCAR Command Language (NCL), Read/Interpolate/Plot (RIP4), Grid Analysis
and Display System (GrADS), Vis5D, Visualization and Analysis Platform for Ocean, Atmosphere,
and Solar Researchers (VAPOR), General Equilibrium Modelling Software (GEMPAK) y MATrix
LABoratory (MATLAB).
Figura 4. Diagrama de los componentes del WRF-ARW.
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II.1.1. Configuración del WRF
La configuración del modelo WRF ha sido diseñada para realizar un pronóstico de tipo operativo para
los mares mexicanos y zonas adyacentes, incluyendo parte del Mar Caribe, con el objeto de dar
seguimiento a los ciclones tropicales que puedan afectar las costas nacionales. Se utiliza una
proyección Mercator.
a) Dominio
Para satisfacer las necesidades del SIPROMMAT, se estableció un dominio que abarcara los mares
mexicanos y las zonas de influencia de marea de tormenta (aunque este puede cambiar al realizarse las
evaluaciones preliminares del sistema).
El dominio es de gran extensión, con 312 x 249 puntos de malla que cubren la región de 123.55° W a
60.11° W y de 4.40.° N a 45.97° N, con una resolución horizontal promedio de 21 km. En la vertical la
simulación cuenta con 27 niveles.
b) Parametrizaciones físicas
•
Esquema Dudhia para la radiación de onda corta. Representa el flujo de energía solar que llega a la
atmósfera considerando la absorción del vapor de agua y la absorción y albedo de las nubes.
•
Esquema Rapid Radiative Transfer Model (RRTM) para radiación de onda larga. Este esquema
utiliza valores predeterminados en tablas que representan los procesos de onda larga debidos al
vapor de agua, ozono, CO2 y gases traza (si existen), considerando también las propiedades ópticas
de la nube en función de su profundidad.
•
Esquema Kain-Fritsch para la parametrización de cúmulus. Es utilizado para representar los
procesos convectivos por medio de un modelo que considera las corrientes verticales de aire
húmedo en ambos sentidos.
•
Esquema Yonsei University para la capa límite planetaria. Este esquema se encarga de representar
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los flujos verticales pequeños que son resultado del transporte turbulento en toda la columna
atmosférica.
c) Condiciones iniciales y de frontera
Los datos que se utilizan para determinar las condiciones iniciales y de frontera se toman de las salidas
del modelo GFS para las 00 horas GMT.
II.1.2. Productos gráficos
La ejecución del modelo produce un conjunto de datos de salida que son los valores pronosticados de
las variables meteorológicas para el dominio especificado. De los campos resultantes se eligen para su
visualización los siguientes:
a) Mapas de intensidad y dirección del viento a 10 m, de 0 a 120 horas en incrementos de 1 hora para
todo el dominio.
b) Rapidez del viento para 23 sitios: Acapulco, Gro., Cabo San Lucas, BCS, Campeche, Camp., Cd.
Carmen, Camp., Coatzacoalcos, Ver., Cozumel, QR, Ensenada, BC, Guerrero Negro, BCS, La Paz,
BCS, Lázaro Cárdenas, Mich., Mahahual, QR, Manzanillo, Col., Mazatlán, Sin., Progreso, Yuc., Pto.
Angel., Oax., Pto. Chiapas, Chis., Pto. Vallarta, Jal., San Carlos, BCS, Tampico, Tamps.,
Topolobampo, Sin., Tuxpan, Ver., Veracruz, Ver., y Zihuatanejo, Gro., con información horaria de
rapidez del viento a 10 m y de presión reducida al nivel del mar.
Algunos ejemplos pueden consultarse en el sitio http://132.248.8.238/sipromat que hospeda al sistema
mientras se hace la entrega correspondiente.
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II.2. Pronóstico de oleaje y marejada
Para el pronóstico de oleaje se utiliza el modelo WWIII, versión 3.14. Se eligió este modelo debido a
que tiene ventajas en la implementación de los anidamientos dinámicos. EL WWIII también tiene
implementados algunos cambios en los parámetros de forzamiento cuando los vientos superan los
28 m s-1, lo que redunda en mejores simulaciones en esas condiciones, particularmente con la presencia
de huracanes.
El modelo WWIII se corre en dos dominios, uno que abarca la mayor parte del océano Pacífico (que
denominaremos Dominio 1) y el otro que incluye los mares mexicanos y zonas adyacentes (que
denominaremos Dominio 2). El Dominio 1 se utiliza para generar las condiciones de frontera para el
Dominio 2. Esto es importante debido a que se ha observado la ocurrencia de fenómenos de marejada
en las costas mexicanas que se originan en el hemisferios sur, a varios miles de kilómetros de distancia.
Los datos de entrada necesarios para correr el Dominio 1 del modelo provienen del modelo GFS y los
del Dominio 2 de la salida del modelo WRF. La ventaja de los datos del WRF es que tienen mucho
mayor resolución espacial y permiten simular adecuadamente las variaciones de los vientos observadas
cerca de las costas mexicanas. Los datos utilizados son los vientos a 10 m e interpolados a la malla del
WWIII.
Las variables de salida pronosticadas por el WWIII son: altura significante de la ola (en metros),
dirección promedio de propagación y periodo. El pronóstico del oleaje se realiza a 120 horas, con
salidas cada hora. Se dará el pronóstico específico para los 23 sitios arriba mencionados.
II.2.1. Productos gráficos
Los productos gráficos generados incluyen mapas de altura significante, período y dirección de
propagación, que pronostican un intervalo de 120 horas a partir de la incorporación de las condiciones
iniciales de viento, para los dos dominios descritos. La altura significante se grafica en una escala
cromática cubriendo un intervalo de 11 metros. La dirección de propagación se representa, de manera
natural, con flechas. La figura 5 muestra un ejemplo del pronóstico de altura significante y dirección
promedio para el Golfo de México.
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Figura 5. Altura significante de ola y dirección promedio para el Golfo de México.
El periodo de la ola se grafica en una escala cromática que va de menor a mayor, cubriendo un
intervalo de 12 segundos. La dirección de propagación se representa con flechas. La figura 6 muestra
un ejemplo del pronóstico en el Golfo de México y Mar Caribe.
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Figura 6. Periodo y dirección de ola para el Golfo de México.
II.3. Pronóstico de marea de tormenta
El pronóstico de marea de tormenta se lleva a cabo utilizando el modelo ADCIRC, el cual es un
modelo de última generación que también está en período de implementación por parte de la NOAA y
es, en muchos sentidos, superior al SLOSH que es el modelo que se había venido utilizando en forma
operacional en los últimos años. El ADCIRC consiste de un conjunto de códigos computacionales que
resuelven problemas de transporte y circulación de la superficie libre del mar dependientes del tiempo.
Este modelo resuelve las ecuaciones de movimiento para un fluido en movimiento en una Tierra en
rotación, utilizando las aproximaciones hidrostática y de Boussinesq, discretizadas en espacio
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utilizando el método de elemento finito y en tiempo el de diferencias finitas. Una de las ventajas de este
modelo es que corre sobre mallas no estructuradas, por lo que es posible tener muy alta resolución en la
zona costera. El ADCIRC se puede correr tanto en coordenadas esféricas como cartesianas. En el
SIPROMMAT se usa la versión de dos dimensiones.
Las condiciones de frontera en el ADCIRC incluyen:
•
Elevación especificada (constituyentes armónicos de marea o series de tiempo).
•
Flujo normal especificado (constituyentes armónicos de marea o series de tiempo).
•
Flujo normal nulo.
•
Condiciones de deslizamiento y no-deslizamiento para la velocidad.
•
Desbordamiento de agua sobre la barrera externa fuera del dominio.
•
Desbordamiento de agua sobre una barrera interna entre secciones dentro del dominio.
•
Esfuerzo en la superficie (esfuerzo de radiación por olas/viento).
•
Presión atmosférica.
•
Radiación de olas hacia el exterior (condición de Sommerfield).
El modelo ADCIRC puede ser forzado por:
•
Condiciones de frontera de elevación.
•
Condiciones de flujo normal.
•
Condiciones de esfuerzo superficial.
•
Potencial de marea.
Dominio
El ADCIRC se implementó en dos regiones, una que cubre el Golfo de México, el Mar Caribe y una
sección pequeña del Atlántico al este de la Península de Florida, con coordenadas 99°W a 77°W y de
8.26°N a 34.70°N, y otra que abarca el Pacífico Mexicano y zonas adyacentes, con coordenadas
123.55°W a 75°W y de 4.40°N a 38.81°N. En las figuras 7 y 8 se presentan las mallas no
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estructuradas para las dos regiones.
Figura 7. Malla no estructurada para el Golfo de México, con mayor resolución en la zona costera.
Figura 8. Malla no estructurada para el Pacífico Mexicano, con mayor resolución en la zona costera y
zonas insulares.
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Condiciones de frontera
Para las condiciones de frontera abierta se incluyen los 5 armónicos de marea más importantes para
cada cuenca.
II.3.1. Productos gráficos
Se producirán mapas de anomalía del nivel del mar para el Pacífico Mexicano y para el Golfo de
México y Mar Caribe. También se producirán series de tiempo de nivel del mar para 23 sitios frente a
ciudades o puertos importantes de México. En la figura 9 se muestra un ejemplo de una salida con nivel
del mar en falso color y flechas indicando las corrientes.
Figura 9. Ejemplo de nivel del mar (color) y corrientes verticalmente promediadas (vectores) para el
Golfo de México y Mar Caribe simulados con ADCIRC.
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III. Descripción del sitio web
El sitio fue construido con las especificaciones más rigurosas para sitios de Internet y permite desplegar
la información en distintos programas (Explorer, Firefox, Safari, etc.) y en diferentes sistemas
operativos (Windows, Linux). Su desarrollo permite que sea visualizado sobre cualquier navegador y plataforma sin la necesidad de algún controlador adicional, como por ejemplo Flash.
Tiene varias pestañas que clasifican los productos y la facilidad de presentar los mapas temáticos
secuencialmente en forma de animación, permitiendo al usuario cambiar la velocidad de despliegue,
detener la animación, retroceder o ver uno a uno los mapas. En la figura 10 se muestra el despliegue de
Inicio del Portal.
Figura 10. Página de Inicio del portal del SIPROMMAT.
El portal se desarrolló en una plataforma robusta LAMP (Linux-Apache-MySQL-PHP), la cual
cuenta con un sistema operativo Ubuntu Server versión 11.04, un servidor web Apache versión 2.2.17,
el motor de base de datos MySQL versión 14.14 y el lenguaje de programación PHP versión 5.3.5-1.
La administración y publicación de los contenidos del portal web fue hecha empleando el Sistema de
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Gestión de Contenidos (CMS) Joomla versión 1.7.0.
Entre las características más importantes del portal se tienen los menús de navegación para acceder a
los diferentes productos operativos. Estos menús se encuentran agrupados de acuerdo a cuatro
categorías: Viento, Oleaje, Marea de Tormenta y Series de Tiempo.
En la página principal del portal se muestra un mapa de la República Mexicana desarrollado puramente
con lenguaje HTML, a partir del cual se puede acceder a las Series de Tiempo de manera rápida.
El portal proporciona también un sistema de alertas que muestra información importante indicando los
sitios que se prevé alcancen valores extremos, previamente definidos, y un sistema de consulta de datos
históricos en el cual se pueden consultar los pronósticos previos. Presenta también información sobre el
número de visitas a partir de la puesta en marcha del sitio (13-12-2011). En el portal se puede encontrar
también información de los modelos empleados y las características más importantes del
SIPROMMAT.
IV. Elección del modelo de marea de tormenta
Se hizo una revisión cuidadosa de los diferentes modelos que se están utilizando para simular la marea
de tormenta considerando una gran diversidad de aspectos, entre ellos: que representen adecuadamente
las mareas de tormenta, que sean de código libre, que puedan adaptarse fácilmente a las costas
mexicanas, que permitan tener alta resolución en la zona costera sin que los tiempos de simulación sean
muy largos e impidan su uso para pronóstico operativo, que tengan la posibilidad de inundar celdas,
que tengan adecuada y extensa documentación, que estén en desarrollo y existan proyectos de acoplarlo
con modelos de oleaje.
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Figura 11. Comparación del desempeño de diversos modelos usando como ejemplo el huracán Ike
(tomada de Wang and Teng, 2011).
Con base en estos criterios se consideraron dos modelos, el ADCIRC y el Finite Volume Model
FVCOM (Chen et al., 2004) por tener ambos mallas no estructuradas, la posibilidad de tener muy alta
resolución en zona costera, ser de código abierto, estar en desarrollo y en uso por varios grupos y
permitir inundación de celdas. Estos dos modelos se implementaron para realizar pruebas y se encontró
que el código del ADCIRC está mejor documentado, los ejemplos y los archivos de entrada son más
fáciles de manejar. Por otro lado, en Estados Unidos se han realizado varios estudios comparativos y en
general el ADCIRC ha tenido de los mejores resultados. Por ejemplo, en la figura 11 se reproduce una
comparación de simulaciones del huracán Ike en la que se observa un mejor desempeño del ADCIRC
comparado con el FVCOM y aun mucho mejor que el SLOSH.
Con base en la revisión bibliográfica, información disponible en Internet y en nuestras pruebas se
decidió que el ADCIRC es la mejor opción para el Servicio Meteorológico Nacional en esta etapa y se
implementó este modelo.
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Bibliografía
Chen, C, G. Cowles and R. C. Beardsley, 2004. An unstructured grid, finite-volume coastal ocean
model: FVCOM User Manual. SMAST/UMASSD Technical Report-04-0601, pp183.
Luettich, R. and J. Westerink. Formulation and Numerical Implementation of the 2D/3D ADCIRC
Finite Element Model Version 44.XX. 2004.
Skamarock, W. C.; Klemp, J. B.; Dudhia, J.; Gill, D.O.; Barker, D.M; Duda, M.G.; Huang, X.; Wang,
W. y Powers, J.G.: 2008. A description of the Advanced Research WRF Version 3.0 NCAR Tech.
Note. NCAR/TN-475+STR, 113 pp.
Tolman, Henrik L. Use Manual and system documentation of WAVEWATCH III version 3.14 U.S.
Department of Commerce; National Oceanic and Atmospheric Administration; National Weather
Service; National Centers for Environmental Prediction. May 2009.
Wang, H. V., and Y. Teng. Modeling Forerunner of the Storm Surge in the Gulf of Mexico -Implication on Anomalous Water Levels Induced by Typhoons in Taiwan Strait. Presentación en
International Workshopo on Coastal Observation and Sediment Transport in Coastal Zones, Taiwan,
06-27-2011.
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