B‐splines as a tool to solve constraints in a non‐hydrostatic forecast model

Título del pre-print: B-splines as a tool to solve constraints in non-hydrostatic forecast modelFinite elements has been proven to be an useful tool to discretize the vertical coordinate in the hydrostatic forecast models allowing to define model variables in full levels so that no staggering is needed. In the non-hydrostatic case a constraint in the vertical operators appears (called C1) that does not allow to reduce the set of semi-implicit linear equations to a single equation in one variable as in the analytic case. Recently vertical finite elements based in B-splines have been used with an iterative method to relax the C1 constraint. In this paper we want to develop properly some representations of vertical operators in terms of B-splines in order to keep the C1-constraint. An invertibility relation between integral and derivative operators between vertical velocity and vertical divergence is also presented. The final scope of this paper is to provide a theoretical framework of development of finite element vertical operators to be implemented in the nh-Harmonie model

Finite Element Operators in the Vertical

Presentación elaborada para el 25th ALADIN Workshop & HIRLAM All Staff Meeting. Helsingør, Denmark. 16 April 201

Estudio de la borrasca del 21 al 27 de mayo de 2018 mediante la nueva técnica de "clustering" de AEMET

Ponencia presentada en: VI Simposio Nacional de Predicción, celebrado en los servicios centrales de AEMET, en Madrid, del 17 al 19 de septiembre de 2018.Durante los años 2017 y 2018 se ha implementado por parte del Área de Técnicas y Aplicaciones de la Dirección de Producción e Infraestructuras de AEMET un nuevo procedimiento de agrupamiento o clustering de los miembros del modelo ENS-IFS del ECMWF, basado en el desarrollado en el ECMWF (CORTI y FERRANTI, 2011). A partir del mes de abril de 2018 dicha técnica está operativa dentro del Sistema Nacional de Predicción de AEMET, si bien todavía se mantiene el antiguo método, desarrollado a finales de los 90, como respaldo. El nuevo método de clustering implica no solo una nueva forma de cálculo de los distintos grupos o escenarios, con su correspondiente representación gráfica. También se calculan para cada pasada una serie de índices o scores que permiten hacer un seguimiento y validación del propio método, al mismo tiempo que se hace un seguimiento diario del comportamiento de la técnica, comparando de modo subjetivo los análisis y observaciones con las predicciones de los días previos basadas en el método

La temperatura de fase en la transición de nieve a lluvia: definición y aplicación al cálculo de la cota de nieve

Ponencia presentada en: VI Simposio Nacional de Predicción, celebrado en los servicios centrales de AEMET, en Madrid, del 17 al 19 de septiembre de 2018.Se analiza la transición de nieve a lluvia mediante nuevas adaptaciones de la ecuación de fusión de los copos y de la ley de distribución de sus tamaños en una nevada. El análisis introduce dos nuevas definiciones, la de temperatura de fase, que representa el forzamiento atmosférico instantáneo, y la de área de fase, que, al calcular el agua fundida en el copo, integra este forzamiento. Al tener en cuenta la distribución de tamaños de los copos, se construye finalmente una última variable, a la que llamamos fase ϕ, con la que se calcula la proporción de los que, a una altitud dada, no han llegado a fundirse del todo. La naturaleza binaria de la transición de lluvia a nieve permite aplicar la regresión logística a para obtener la probabilidad de que, a una altitud dada, una nevada no se haya transformadotodavía en lluvia. El cálculo de la cota de nieve surge de forma natural a partir de esta probabilidad

Adaptación de la técnica de ECMWF de agrupamiento de EPS en AEMET

Ponencia presentada en: VI Simposio Nacional de Predicción, celebrado en los servicios centrales de AEMET, en Madrid, del 17 al 19 de septiembre de 2018.Desde marzo de 2018 se ha establecido en AEMET un nuevo procedimiento de agrupamiento de los miembros del ensemble de ECMWF. Este procedimiento ha sido realizado inicialmente en ECMWF (CORTI y FERRANTI, 2011) y adaptado en AEMET por los autores, a partir de un estudio previo para campos de superficie (RODRÍGUEZ, 2014). En la actualidad este es el método usado en AEMET para el agrupamiento de los distintos miembros del ensemble de ECMWF efectuado en dos dominios, península ibérica y Baleares y otro centrado en las islas Canarias. Se realizará además un agrupamiento en la zona del estrecho de Drake para la campaña antártica de AEMET en 2019

Ciencias de la atmósfera

Ofrecemos en este capítulo una introducción a las ciencias atmosféricas que puede servir como base para entender otros capítulos de este libro. En particular, el capítulo que versa sobre modelos atmosféricos puede ser opaco para el profano pero, con ayuda de esta introducción, puede abordarse su lectura y aumentar el grado de comprensión. Una introducción a las ciencias atmosféricas preparada para profanos es un auténtico reto. Intentar ahorrar en expresiones matemáticas, exprimir materia hasta quedarse en el concepto, equilibrar la completitud con la profundidad, sabiendo lo difícil que resulta todo ello. El abanico de las ciencias atmosféricas se va ampliando progresivamente y, a día de hoy, disciplinas como la química atmosférica resultan de vital importancia. Hemos querido ofrecer un capítulo asequible sin exceder un cierto número de páginas, por lo que hemos decidido quedarnos, si no con lo más esencial, con lo más clásico: la radiación, la termodinámica y la dinámica atmosféricas. Invitamos al lector interesado a acudir a textos especializados para profundizar en estas materias o bien para ampliar ese abanico tan difícil de abarcar

Estudio de la borrasca del 21 al 27 de mayo de 2018 mediante la nueva técnica de "clustering" de AEMET [Póster]

Póster presentado en el VI Simposio Nacional de Predicción "Memorial Antonio Mestre", celebrado en la sede central de AEMET en Madrid, del 17 al 19 de septiembre de 2018

Borrasca con baja predecibilidad (Feb 2017)

El fin de semana del 10 al 12 de febrero de 2017 una baja fría se situó sobre la península ibérica provocando importantes precipitaciones en su mitad occidental, especialmente destacadas en el sistema Central, donde se recogieron precipitaciones con valores superiores a 100 mm en 24 horas durante el domingo 12. La predecibilidad de la situación fue baja, no tanto a nivel sinóptico, como a nivel mesoescalar. La localización y la intensidad de las precipitaciones fueron difíciles de determinar, incluso en el corto y hasta en el muy corto plazo. En este estudio comparamos el uso de la nueva técnica de agrupamiento (clustering) [1, 2, 3] que se está desarrollando el ATAP de AEMET, basada en el modelo probabilista del ECMWF, ECENS, descrita en la sec. 27.14 en la página 476, con la técnica que se ha venido usando en los últimos veinte años (sec. 27.4 en la página 442)

Simulated MSG SEVIRI imagery from the HARMONIE-AROME high-resolution numerical weather prediction model: applications in AEMET

Conferencia presentada en: EUMETSAT Meteorological Satellite Conference celebrada del 17 al 21 de septiembre de 2018 en Tallinn, Estonia.Simulated Satellite Imagery (SSI), generated by applying a radiative transfer (RT) model to atmospheric profiles from Numerical Weather Prediction (NWP) model output, has become increasingly realistic during the last decade, as a result of advances in both NWP and RT modeling. In particular, current high-resolution mesoscale NWP models have nominal horizontal resolutions in the same range as geostationary imagery. SSI has a wide range of applications, of which perhaps the best known is as proxy for new platform-sensor. Another application area of SSI is operational weather forecasting: 1) simulated images can be used as snapshots of the atmospheric state represented by an NWP forecast, and 2) the comparison between observed images and simulated images from an NWP analysis or a very short-range forecast can help make an overall assessment of the initial conditions of that forecast. Another application of SSI is NWP model development and validation: the comparison of simulated and observed imagery can help assess the ability of a specific NWP model-version to represent atmospheric processes. This contribution presents work in progress in AEMET (Spanish Meteorological Institute), within the HIRLAM (HIgh Resolution Limited Area Model) European consortium, with simulated SEVIRI imagery from the HARMONIE-AROME mesoscale model and the RT model RTTOV (Radiative Transfer for TOVS), to explore and develop applications of SSI, focusing on the comparison between simulated and observed imagery in the areas of operational forecasting and NWP model validation. SEVIRI (Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager) is the main payload of the Meteosat Second Generation (MSG) geostationary satellites, and this work focuses on SEVIRI channels IR10.8 and WV6.2