1. No category

Sensibilidad del Modelo WRF a cambios de uso
de suelo en la Corona Regional del Centro de
Mexico
Erika Danaé López Espinoza*, Jorge Zavala Hidalgo*, Octavio Gómez Ramos**
*Centro de Ciencias de la Atmósfera
Universidad Nacional Autónoma de México
**Instituto de Geofísica
Universidad Nacional Autónoma de México
Contenido
•
Motivación
•
Objetivos
•
Evaluación de productos de cobertura vegetal y uso de suelo
(LULC)
•
Pronóstico operativo meteorológico (simulación de control)
•
Actualización del LULC en el modelo WRF
•
Resultados
•
Conclusiones
Motivación
•
La población ha crecido en los últimos años principalmente en la
zona centro.
•
No sólo la mancha urbana se ha modificado, en general la
superficie de la tierra experimenta cambios como resultado de
procesos naturales y humanos.
•
En modelación numérica del tiempo es necesario tener una
buena representación de LULC.
Objetivo general
•
Estudiar la sensibilidad del modelo Weather Research and
Forecasting (WRF) ante cambios de uso de suelo para la
Corona Regional del Centro de México.
Objetivos particulares
•
Realizar comparaciones de productos de LULC para México y determinar cuál
de ellos representa mejor el territorio mexicano.
•
Actualizar los datos de LULC en el modelo WRF y realizar simulaciones
numéricas.
•
Evaluar la sensibilidad del modelo WRF comparándolo contra simulaciones
históricas del pronóstico operativo del grupo IOA-CCA y contra observaciones
meteorológicas.
•
Realizar el análisis a 24, 48, 72, 96 y120 horas del pronóstico.
Pronóstico operativo meteorológico
http://grupo-ioa.atmosfera.unam.mx/pronosticos
•
Se realiza con el modelo WRF y se encuentra operacional en el Centro
de Ciencias de la Atmósfera desde el 2007 en su primera versión y
desde 2010 se tiene una versión mejorada en operatividad,
automatización, visualización y disponibilidad de datos históricos.
•
Las variables que se tienen disponibles en la página son: temperatura,
precipitación y viento.
USGS1993
Evaluación de productos de LULC
ACTUALIZACIÓN DE LULC EN EL MODELO WRF
oeste
centro
sur
Principales cambios
USGS1993
NALCMS2005
Centro
pastizales, matorales
y poco cultivo
asentamientos humanos
Noreste
pastizales, matorrales
suelo agrícola y asentamientos
humanos
Matorrales y bosque
mixto
suelo agrícola y bosque
caducifolio
Noreste (sup)
Oeste
Sur
Bosque mixto
Pastizales y
matorrales
Sabana
Suelo agrícola, matorrales
y asentamientos humanos
suelo agrícola, matorrales y
bosque de latifoliadas caducifolio
Resultados
•
Se realizaron simulaciones para el 2012 considerando dos
meses secos (enero y abril) y dos meses con lluvia (julio y
septiembre).
•
Se comparó la simulación con el nuevo LULC contra
simulaciones históricas del pronóstico.
•
Se analizó la sensibilidad del pronóstico a 24, 48, 72, 96 y 120
horas con estos cambios considerando la temperatura,
precipitación y magnitud del viento.
•
Para mismos tiempos se compararon las dos simulaciones
contra observaciones de estaciones meteorológicas.
Promedio de la temperatura horaria para el mes de enero
Comparación de la temperatura promedio para días de enero de
2012 de las 13 hrs. GMT (7:00 hrs. tiempo local) generadas con las
simulaciones de NALCMS y USGS.
Con el nuevo uso de suelo NALCMS se observa un incremento en la
temperatura.
Temperatura
(oC)
Promedio de la
temperatura para
enero
considerando las
primeras 24 horas
y la diferencia de
los promedio
NALCMS
USGS
Diferencia de promedios
NALCMS-USGS
Precipitación acumulada (mm) en 120 horas
NALCMS
Promedio de la
precipitación
acumulada en
120 horas para
enero y
diferencias de los
promedios
USGS
Diferencia de promedios
NALCMS-USGS
Magnitud del viento (km/h)
Promedio de la
magnitud del
viento para enero
considerando las
primeras 24 horas
y diferencias de
los promedios
NALCMS
USGS
Diferencia de promedios
NALCMS-USGS
16
15
REDES DE ESTACIONES
METEOROLÓGICAS
Estaciones
analizadas
PEMBU
ENP1
CCH-S
CCH-A
REDMET
Acolman
Cuajumalpa
Pedregal
Tlahuac
Tlalnepantla
Tlalpan
Villa de las Flores
Xalostoc
PROMEDIO DE LA TEMPERATURA HORARIA PARA EL
MES DE ENERO
•
Comparación entre observaciones de la estación CCH Sur (PEMBU),
nuevo LULC (NALCMS2005) y pronóstico operativo (USGS1993).
Anteriormente era suelo agrícola y cambió a urbano.
Primeras 24 horas
pronóstico
GMT
Tmin 7:00 hrs y Tmax 14:00 hrs. tiempo local
Ultimas 24 horas
pronóstico
GMT
NALCMS
Diferencias en temperaturas máximas para enero
Diferencias en temperaturas mínimas para enero
Pron. Opera.
RESUMEN
REDMET
PEMBU
NALCMS
PRON.
OPERA.
NALCMS
PRON.
OPERA.
Tmax Tmin Tmax Tmin
Tmax Tmin Tmax Tmin
24
1.2
2.7
3
1.7
24
1.7
2.5
2.6
1.6
48
1.9
3.0
3.1
1.6
48
1.9
2.5
2.9
1.8
72
1.9
3.1
3.1
2.0
72
1.9
2.3
2.0
1.8
96
1.5
2.9
3.1
1.8
96
2.0
2.6
2.7
1.8
120
1.6
3.0
3.1
2.0
120
1.7
2.6
2.5
1.7
Promedio 1.6
2.9
3.1
1.8
Promedio
1.8
2.5
2.5
1.7
Conclusiones
•
Los principales cambios de uso de suelo sobre la CRCM fueron
las transiciones entre bosques, pastizales y sabana a áreas
urbanizadas y suelos agrícolas.
•
El cambio de uso de suelo dentro del modelo WRF hace que la
temperatura, la precipitación y el viento se vean modificados en
sus magnitudes.
•
En las comparaciones contra observaciones el error en la
temperatura máxima diurna se ve reducido con el nuevo LULC,
sin embargo el error en la temperatura mínima diurna aumenta.
•
Para las 11 estaciones analizadas el error en Tmax se reduce
en promedio 1oC, mientras que para Tmin se incrementa en
1.1oC.
Gracias
Erika Danaé López Espinoza
Jorge Zavala Hidalgo
Octavio Gómez Ramos
ACTUALIZACIÓN DE LULC EN EL MODELO WRF
SALIDA DE CATEGORÍA DOMINANTE (LU_INDEX)
Características generales del los LULC
Sensor
Periodo de la
colección de datos
USGS
NALCMS
AVHRR
MODIS
Abr 1992
a
Ene 2005 a
Mar
1993
30s(925m),
2m(3.7km),
Dec 2005
15 clases definidas
dominio 2
Motivación
•
En modelación numérica del tiempo es necesario
tener una buena representación de LULC.
Características generales del los
LULC
USGS
Sensor
•
Periodo de la
colección de datos
USGS
AVHRR
Abr 1992 a
Mar 1993
30s(925m),
2m(3.7km),
Resoluciones
en WRF*
5m(9.25km),
10m(18.5)
Sistema
de
*Weather
Research
and Forecasting
clasificación
24 clases
Radiación térmica
Conclusiones
•
A diferencia de la temperatura y la precipitación, el viento
no se incrementa.
•
Con respecto a las comparaciones con las estaciones
meteorológicas, el error en la temperatura máxima diurna
se ve reducido con el nuevo uso de suelo y vegetación, sin
embargo el error en la temperatura mínima diurna
aumenta.
•
Para las 11 estaciones analizadas, el error se reduce en
promedio 1oC usando el nuevo LULC, mientras que para
Tmin se incrementa en 1.1oC.