Estudio preliminar para la implementación de la asimilación de datos de radares y satélites meteorológicos en pronósticos numéricos a muy alta resolución sobre la región Occidental de Cuba

Abstract

En el trabajo se realiza un estudio sobre algunos aspectos necesarios para la implementación operativa de la asimilación de datos de radar y satélites meteorológicos, en simulaciones con el modelo WRF a muy alta resolución espacial dentro del sistema de predicción numérica SisPI. En los experimentos para la asimilación de observaciones de radar se utiliza el método variacional 3DVAR y se tomó el área de estudio de las provincias occidentales de Cuba de Habana-Artemisa-Mayabeque en un dominio de 1km de resolución espacial. Sobre esta área coincide la cobertura de dos tipos de radares y se estudian las diferencias en la inicialización considerando las mediciones de cada radar para 1 caso de estudio. Se realizan además pruebas de sensibilidad de parámetros en las opciones del módulo de asimilación de datos WRFDA, relacionados estos con el tratamiento de las observaciones, comparando sus resultados con las observaciones de la red de estaciones meteorológicas del INSMET. Además, se compara las simulaciones sin asimilación de datos, con asimilación de solo datos PreBufr del sistema GDAS y con asimilación de estos datos adicionando el dato de radar. Para los datos en formato NEXRAD Level II del radar de Key West, Florida (NOAA) y del radar de Casablanca (INSMET), La Habana, fue necesario desarrollar un convertidor al formato FM-128 requerido por el WRFDA. También se hace una evaluación de las fuentes de datos disponibles en internet y en el INSMET para su factibilidad en la implementación operativa de la asimilación de datos en el SisPI. Por otro lado, en el caso de la asimilación de observaciones del satélite GOES-16, se estudian todos los avances a nivel internacional en la asimilación de observaciones provenientes de satélites geoestacionarios, y se propone un primer experimento dirigido a implementar este tipo de asimilación en la inicialización del sistema SisPI. In the work a study is carried out on some aspects necessary for the operational implementation of the assimilation of radar and meteorological satellites data, in simulations with the WRF model at a very high spatial resolution within the SisPI numerical prediction system. In the experiments for the assimilation of radar observations, the 3DVAR variational method was used and the study area of the western provinces of Cuba of Habana-Artemisa-Mayabeque was taken in a 1km domain of spatial resolution. Over this area, the coverage of two types of radar coincides and the differences in initialization are studied considering the measurements of each radar for 1 case study. Parameter sensitivity tests are also performed in the WRFDA data assimilation module options, related to the treatment of the observations, comparing their results with the observations of the INSMET weather station network. In addition, simulations are compared without data assimilation, with assimilation of only PreBufr data from the GDAS system and with assimilation of these data by adding radar data. For the data in NEXRAD Level II format of the radar of Key West, Florida (NOAA) and of the radar of Casablanca (INSMET), Havana, it was necessary to develop a FM-128 format converter required by the WRFDA. An evaluation is also made of the data sources available on the internet and in the INSMET for their feasibility in the operational implementation of data assimilation in the SisPI. On the other hand, in the case of the assimilation of observations of the GOES-16 satellite, all the advances at international level in the assimilation of observations from geostationary satellites are studied, and a first experiment is proposed to implement this type of assimilation in the initialization of the SisPI system. (traducción automática)