El uso de los modelos numéricos de mesoescala en México: un ejemplo de aplicación

Abstract

Durante la década de los 90 se inició en México la implementación de modelos numéricos de la atmósfera a nivel de mesoescala. La colaboración interinstitucional del Instituto Mexicano de Tecnología del Agua (IMTA), el Centro de Ciencias de la Atmósfera de la UNAM (CCA/UNAM) y el Servicio Meteorológico Nacional (SMN) trajo consigo que en la actualidad se tengan este tipo de modelos trabajando en forma operativa para el SMN y continuando con experimentos y análisis en el campo de la investigación científica en los otros dos centros de investigación y desarrollo tecnológico. Por otra parte, el manejo y domino de los modelos numéricos de la atmósfera, y en particular del modelo MM5 se ha manifestado en los trabajos de acoplamiento con sistemas que se relacionan directamente con este tipo de patrones de circulación, por ejemplo procesos de capa límite planetaria, suelo y cobertura vegetal y calidad del aire entre otros. Una de las utilidades adicionales se refiere al uso de este tipo de modelos en aplicaciones de estudios climáticos, consiguiendo una mejor definición regional de los procesos que ocurren a estas escalas en las que las redes de observación tradicionales no alcanzan a definir. En el presente trabajo, se muestra un caso de estudio utilizando el modelo numérico MM5 (detalles del modelo se describen en el cuerpo del trabajo) para determinar y cuantificar un proceso que tiene particular importancia por la interacción de la atmósfera con los procesos de superficie (suelo y cobertura vegetal). El proceso de reciclamiento de la precipitación se emplea para cuantificar del total de la lluvia precipitada en una determinada región, cuanta se origina en el mismo domino y cuanta es de origen externo. La relación entre los dos orígenes se denomina como coeficiente de reciclamiento. Entre más cerca este el coeficiente de reciclamiento de uno, esto implica que toda la humedad tiene como origen el mismo domino, en caso de que el coeficiente tenga un valor de cero, entonces toda la humedad viene del exterior al dominio. El valor del coeficiente dependerá fundamentalmente de la condiciones climáticas de cada región, por ejemplo en la selva amazónica la lluvia ocurrida en esta región tiene una taza de reciclamiento de 34%, sin embargo en la región NW de México, tiene un coeficiente de reciclamiento del orden de 9% como valor máximo que se obtiene durante la temporada de lluvias que ocurren durante el período de julio a septiembre

During the 90 started a scientific collaboration between the Mexican Institute of Water Technology (IMTA), Atmospheric Science Center from UNAM (CCA/UNAM) and the Mexican Weather Service (SMN), for the implementation of mesoscale numerical weather prediction models for both operational use and applied and basic research. In the field of operational research, through the implementation of the MM5 mesoscale numerical weather prediction model, a well known and documented model used in many centers throughout the world; and for research with the use of the same model coupled with other dynamic models with the idea of bringing more detail to the atmospheric circulations and hence rainfall. Those dynamical models are related with boundary layer meteorology, land-surface, air quality; particularly for regional climatology this kind of models bring more detail to the atmospheric fields than those of provided by climatic observations. In this document, it is shown a case study where the MM5 model is used to quantify recycled rainfall. This concept considers and tries to trace back rainfall for determining how much of this rainfall comes from the external boundaries, and how much originates from the lower boundary such as evaporation and evapotranspiration. Recycling of precipitation is strongly linked to land-surface and vegetation cover processes, so that a ratio between external rainfall and local forcing is obtained. As the recycling ratio approaches to cero implies that total rainfall comes from the outside boundaries, on the other hand if the ratio is one implies that total rainfall comes from inside. This kind of study is relevant to determine the amount of moisture available in the atmosphere and how much of that become part of the hydrologic cycle. It is expected that the value of the ratio may depend on the region, for example in the Amazon region the recycling ratio goes as high as 34%; on the other hand, for the NW Mexico the ratio is about 9%, understandable since in NW Mexico is considered as an arid and semi-desertic zone and the only period in which land-surface becomes interactive with vegetation is during the rainy season (early July-early September)