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Resultados de downscaling de predicción estacional sobre la

Península Ibérica

Elia Diez, elia@inm.esFederico Franco, federicof@inm.esBartolome Orfila, orfila@inm.es

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Índice

• Donwscaling de Predicción estacional• Predicción estadística• Predicción dinámica

• Participación en proyectos europeos• DEMETER• ENSEMBLES

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Predicción estadística: método de ANALO

• Técnica de análogos de dos pasos:• 100 análogos más próximos de la altura de

geopotencial de 1000 y 500 hPa.• 30 análogos más próximos en el campo de

la humedad relativa en 1000, 925, 850 y 700 hPa.

• Búsqueda de la precipitación por el percentil óptimo.

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Predicciones estacionales estadísticas (I)

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Predicciones estacionales estadísticas (I)

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Predicciones estacionales estadísticas (predicción probabilística por ciudades)

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Predicciones estacionales estadísticas (predicción determinista por ciudades)

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Validaciones predicciónestadística (I)

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Validaciones predicción estadística (áreas ROC)

40,0

45,0

50,0

55,0

60,0

65,0

SON OND NDJ DJF JFM FMA MAM AMJ MJJ JJA JAS ASO

wet analo

wet direct output

40,0

45,0

50,0

55,0

60,0

65,0

SON OND NDJ DJF JFM FMA MAM AMJ MJJ JJA JAS ASO

dry analo

dry direct output

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Caso de verificación: Analogo1-lead time FMA-2007 probabilidad de seco-normal-húmedo

Seco Normal Húmedo

Probabilidad (%)

Húmedo

Normal

Seco

Observación FMA 2007

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Predicción dinámica: RCA

• Modelo climático regional atmosférico desarrollado por el Centro Rossby (SMHI)

• Esquemas del modelo:• Convección: Kain-Fritsch• Radiación: Savijarvi-Sass• Turbulencía: CBR• Suelo: ISBA modificado

• Resolución vertical: 40 niveles• Resolución horizontal: 0.5º latitud-longitud• Área: Domino Europa-Atlantico (15.5ºN-65.0ºN

y 67.ºW-31.0ºE)

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Condiciones de contorno

• ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts) • Componente Atmosférica: IFS

• Resolución: T159 (System3:CYy31R1, 62 niveles usados 31)• Componente Oceánica: HOPE-E

• Resolución: 1.4º x 0.3º - 1.4º, 29 niveles• Acoplamiento:

• Frecuencia de acoplamiento:1 día• Tamaño del ensemble: 5 miembros en el hindcast (1981-2005) y 11

miembros en la predicción

• UK Met Office (Hadley Centre for Climate Prediction and Research)• Componente Atmosférica : HadAM3

• Resolución: 2.75º latitud por 3.75º longitud, 19 niveles en la vertical• Componente Oceánica : GloSea OGCM basado en HadCM3

• Resolución: 1.25º x 0.3º - 1.25º, 40 niveles• Acoplamiento :

• Frecuencia de acoplamiento:1 día• Tamaño del ensemble: 9 miembros en el hindcast (1991-2001)

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Predicción dinámica RCA

Anomalía observada

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Predicción dinámica RCAAnomalía observadaclimatología 1981-2005

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Validaciones predicción dinámica

ACC Temp 2m JAS

-1-0,8-0,6-0,4-0,2

00,20,40,60,8

1

1981

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

tota

l

RCA

S3-5

S3-11

ROC Temp 2m RCA JAS

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0False Alarm Rate

Hit

Ra

te

upper

lower

half

Talagrand Diagram Temp 2m RCA JAS

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

1 2 3 4 5 6

Reliability Diagram Temp 2m RCA JAS

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

Forecast

Ob

s. F

req

.

upper

lower

half

0

5000

10000

15000

20000

25000

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

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Resultados DEMETER

(f) 203 point mesh

Precipitación acumulada para DEF 1986/87

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Resultados DEMETER

Área ROC para la salida directa y downscaling estadístico para el área deEspaña en el periodo 1986/97 con 0-3 lead-time

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Resultados DEMETER

Valores económicos para el suceso húmedo durante NDE (del sucesoEl Niño 1986/1988)

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Conclusiones de DEMETER

• La salida directa bajo estima la cantidad de precipitación y el downscaling estadístico mejora los resultados según aumenta la habilidad de la salida directa.

• La habilidad más alta esta asociado con el principio y final de la primavera, verano y otoño con 0-1 lead-time.

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Resultados del proyecto ENSEMBLES

• Objetivo:• Desarrollo de un sistema de predicción ensemble basado en el

principal estado del arte de alta resolución, modelos del Sistema Terrestre global y regional, validado contra un dataset de alta resolución en puntos de grid con control de calidad para Europa, para producir en un primer tiempo, una estimación probabilística objetiva de incertidumbre en el clima futuro para las escalas de tiempo estacional, decenal y más largas.

• RT2B• Contribucción al desarrollo de un portal web localizado en la U.

Cantabria, donde varios métodos estadísticos de downscaling se pueden utilizar

http://www.meteo.unican.es/ensembles• Expender la participación de la AEMet en DEMETER tomando como

condiciones de contorno los modelos globales del ECMWF y UKMO

• RT3• Ejecutar el modelo RCA en modelo clima tomando como condiciones

de contorno el ERA-40

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Resultados RT2B (precipitación)

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Validaciones RT2B

ACC Precipitation May 1month lead time (JJA)

-1-0,8-0,6-0,4-0,2

00,20,40,60,8

1

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

tota

l

REC

RUK

RUK-9

REC+RUK

ACC Precipitation November 1month lead time (DJF)

-1-0,8-0,6-0,4-0,2

00,20,40,60,8

1

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

tota

l

REC

RUK

RUK-9

REC+RUK

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Validaciones RT2B

Precipitation RCA-ECMWF JJA

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

Forecast

Ob

s. F

req

.

upper

lower

half

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

Precipitation RCA-UK (5 m) JJA

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

Forecast

Ob

s. F

req

.

upper

lower

half

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

Precipitation RCA-ECMWF + UK JJA

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

Forecast

Ob

s. F

req

.

upper

lower

half

0

100

200

300

400

500

600

700

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

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Resultado ENSEMBLES RT2B:predicción de temperatura a 2mpara JJA 1997 (1-lead time)

ERA40 RCA-EC

RCA-UK RCA-ECMWF+UK

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Validación RT2B

ACC Temperature May 1month lead time (JJA)

-0,1

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

tota

l

REC

RUK

RUK-9

REC+RUK

Temperature RCA-ECMWF JJA

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

Forecast

Ob

s. F

req

.

upper

lower

half0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

Temperature RCA-UK (5m) JJA

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

Forecast

Ob

s. F

req

.

upper

lower

half

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

Temperature RCA-ECMWF + UK JJA

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

Forecast

Ob

s. F

req

.

upper

lower

half

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

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Resultados RT3: periodo secomayo 1985-1994 (precipitación total mensual)

ERA-40

RCA

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Resultados RT3:periodo seco mayo 1985-1994 (geopotencial 500hPa mensual)

RCA

ERA-40

Los valores de ERA-40son más grandes que RCA

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Gracias por su atención