Sistema de simulación numérica para la costa de Chile central mediante el acoplamiento de modelos numéricos
DOI:
https://doi.org/10.21703/0718-281320233302Palabras clave:
Modelación numérica, Acoplamiento oleaje-corrientes, Acoplamiento bidireccionalResumen
Con la modelación numérica es posible anticipar condiciones de oleaje desfavorables para la actividad portuaria. Mediante modelos numéricos acoplados es factible incluir una mayor cantidad de variables, parámetros, procesos e interacciones con el objetivo de mejorar la representación y precisión de lo que ocurre en la realidad. En este trabajo se presenta un sistema de simulación numérica para la costa de Chile central mediante el acoplamiento del modelo de oleaje Wavewatch III (WW3) con el modelo hidrodinámico Coastal and Regional Ocean Community (CROCO) y el modelo atmosférico Weather Research and Forecasting (WRF). El sistema de modelación considera un acoplamiento unidireccional desde las variables de WRF que utilizan como entrada CROCO y WW3, además de un acoplamiento bidireccional entre los modelos CROCO y WW3. Este último se desarrolla a través de la implementación del software acoplador Ocean Atmosphere Sea Ice Soil (OASIS-MCT3) y el uso de las herramientas de acoplamiento facilitadas por CROCO. Los resultados son contrastados con observaciones instrumentales de oleaje realizadas por el Centro Nacional de Datos Hidrográficos y Oceanográficos de Chile (CENDHOC) a través de estadígrafos como el sesgo, error cuadrático medio y correlación. Las simulaciones acopladas hidrodinámicamente presentan un mejor grado de ajuste a las mediciones en comparación con las sin acoplamiento. En este sentido, los estadígrafos revelan un menor sesgo para las alturas significativas y direcciones medias acopladas. Asimismo, se obtienen mayores valores en los coeficientes de correlación de la altura de oleaje con acoplamiento hidrodinámico.
Referencias
Aguirre, C., Garreaud, R.D. and Rutllant, J.A. (2014). Surface ocean response to synoptic-scale variability in wind stress and heat fluxes off south-central Chile. Dynamics of Atmospheres and Oceans 65, 64-85.
Arakawa, A. and Lamb, V.R. (1977). Computational design of the basic dynamical processes of the UCLA general circulation model. Methods in Computational Physics. General Circulation Models of the Atmosphere. Academic Press, New York, USA, vol. 17, 173-265.
Beyá, J., Álvarez, M., Gallardo, A., Hidalgo, H., Aguirre, C., Valdivia, J., Parra, C., Méndez, L, Contreras, F., Winckler, P. y Molina, M. (2016). Atlas de oleaje de Chile. Universidad de Valparaíso, Valparaíso, Chile.
C3S (2017). ERA5: Fifth generation of ECMWF atmospheric reanalyses of the global climate. Copernicus Climate Change Service Climate Data Store (CDS), European Union.
Carton, J.A. and Giese, B.S. (2008). A reanalysis of ocean climate using simple ocean data assimilation (SODA). Monthly Weather Review 136(8), 2999-3017.
Falvey, M., Ibarra, M., Pérez, R. y Hernández, V. (2018). Explorador eólico, descripción y guía de uso. Universidad de Chile, Santiago, Chile.
Haney, R.L. (1991). On the pressure force over steep topography in sigma coordinate ocean models. Journal of Physical Oceanography 21(4), 610-619.
Hersbach, H., Bell, B., Berrisford, P., Biavati, G., Horányi, A., Muñoz, J., Nicolas, J., Peubey, C., Radu, R., Rozum, I., Schepers, D., Simmons, A., Soci, C., Dee, D. and Thépaut, J. (2018). ERA5 hourly data on single levels from 1979 to present. Copernicus Climate Change Service (C3S) Climate Data Store (CDS).
Hourdin, F., Mauritsen, T., Gettelman, A., Golaz, J.C., Balaji, V., Duan, Q., Folini, D., Ji., D., Klocke, D., Qian, Y., Rauser, F., Rio, C., Tomassini, L., Watanabe, M. and Williamson, D. (2017). The art and science of climate model tuning. Bulletin of the American Meteorological Society 98(3), 589–602.
Jacob, R., Larson, J. and Ong, E. (2005). M×N communication and parallel interpolation in Community Climate System Model Version 3 using the model coupling toolkit. International Journal of High Performance Computing Applications 19(3), 293-307.
Jullien, S., Caillaud, M., Benshila, R., Bordois, L., Cambon, G., Dufois, F., Dumas, F., Gula, J., Le Corre, M., Le Gentil, S., Lemarié, F., Marchesiello, P., Morvan, G. and Theetten, S. (2022). Croco Technical and numerical documentation (1.2) Zenodo. France.
Larson, J., Jacob, R. and Ong, E. (2005). The model coupling toolkit: A new Fortran90 toolkit for building Multiphysics parallel coupled models. The International Journal of High Performance Computing Applications 19(3), 277-292.
Ministerio del Medio Ambiente (2019). Volumen 2: Determinación del riesgo de los impactos del Cambio Climático en las costas de Chile. Preparado por Winckler, P.; ContrerasLópez, M.; Vicuña, S.; Larraguibel, C.; Mora, J.; Esparza, C.; Salcedo, J.; Gelcich, S.; Fariña, J. M.; Martínez, C.; Agredano, R.; Melo, O.; Bambach, N.; Morales, D., Marinkovic, C.; Pica, A., Santiago, Chile.
NCAR (2018). WRF users page: WRF preprocessing system (WPS) geographical input data mandatory fields downloads. National Center for Atmospheric Research Mesoscale & Microscale Meteorology Laboratory, USA, https://www2.mmm.ucar.edu/wrf/users/download/get_sources_wps_geog.html
NOAA (2006). 2-minute gridded global relief data (ETOPO2) v2. National Geophysical Data Center, NOAA National Centers for Environmental Information, USA.
Oerder, V., Colas, F., Echevin, V., Masson, S., Hourdin, C., Jullien, S., Madec, G. and Lemarié, F. (2016). Mesoscale SST–wind stress coupling in the Peru–Chile current system: which mechanisms drive its seasonal variability?. Climate Dynamics 47, 2309–2330.
Park, S.H., Skamarock, W.C., Klemp, J.B., Fowler, L.D. and Duda, M.G. (2013). Evaluation of global atmospheric solvers using extensions of the Jablonowski and Williamson baroclinic wave test case. Monthly Weather Review 141(9), 3116-3129.
Putrasaham, D.A., Miller, A.J. and Seo, H. (2013). Regional coupled ocean–atmosphere downscaling in the Southeast Pacific: impacts on upwelling, mesoscale air–sea fluxes, and ocean eddies. Ocean Dynamics 63, 463-488.
Skamarock, W., Klemp, J., Dudhia, J., Gill, D., Liu, Z., Berner, J., Wang, W., Powers, J., Duda, M., Barker, D. and Huang, X. (2021). A description of the advanced research WRF Version 4 (Vols. NCAR Tech. Note NCAR/TN-556+STR). National Center for Atmospheric Research, Boulder, Colorado, USA.
Splinder, D.M. and Tolman, H. (2008). Example of WAVEWATCH III for the NE Pacific. Tech. Note 259, NOAA/NWS/NCEP Camp Spring MD, USA.
Valcke, S., Craig, A. and Coquart, L. (2018). OASIS3-MCT user guide, OASIS3-MCT4.0, CECI, Université de Toulouse, CNRS. CERFACS-TR-CMGC-18-77, Toulouse, France.
WW3DG (2019). User manual and system documentation of WAVEWATCH III Development Group, version 6.07. Technical Note 333. NOAA/NWS/NCEP/MMAB, College Park, MD, USA.
Descargas
Publicado
Número
Sección
Licencia
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0.
