El Modelo Ambiental Global Multiescala ( GEM ), a menudo conocido como el modelo CMC en América del Norte, es un sistema integrado de pronóstico y asimilación de datos desarrollado en la Recherche en Prévision Numérique (RPN), la Subdivisión de Investigación Meteorológica (MRB) y el Centro Meteorológico Canadiense. (CMC). Junto con el NWS 's mundial de predicción Sistema (EFP), que se extiende a 16 días, el ECMWF ' s integrado pronóstico del Sistema (IFS), que se extiende a cabo 10 días, el Laboratorio de Investigación Naval Modelo Armada Medio Ambiente Mundial (NAVGEM), que se agota ocho días, y el Reino UnidoEl Modelo Unificado de Met Office , que tiene una duración de seis días, es uno de los cinco modelos de escala sinóptica de rango medio predominantes en uso general.
Operación
Modelo determinista
El modelo operativo del GEM, conocido como el sistema de predicción determinista global (GDPS), está actualmente operativo para el ciclo global de asimilación de datos y el pronóstico a mediano plazo, el ciclo de asimilación de datos regionales y el pronóstico a corto plazo. Los pronósticos de mesoescala (distribuidos bajo los nombres de sistema de predicción determinista regional o RDPS para la malla más gruesa y sistema de predicción determinista de alta resolución o HRDPS para la malla más fina) se producen durante la noche y están disponibles para los pronosticadores operativos. Actualmente, un número creciente de aplicaciones meteorológicas se basan en el modelo GEM o lo utilizan. La producción del GEM se extiende a 10 días, a la par con la producción pública del Sistema Europeo Integrado de Pronósticos .
Modelo de conjunto
La variante de conjunto del GEM se conoce como Sistema Global de Predicción de Conjunto (GEPS). Tiene 20 miembros (más control ) y se agota 16 días, el mismo rango que el sistema de pronóstico global estadounidense . El GEPS corre junto con el conjunto GFS para formar el Sistema de Pronóstico del Conjunto de América del Norte . Un sistema regional de predicción por conjuntos (REPS), que cubre América del Norte y que también tiene 20 miembros más el control, tiene una duración de 72 horas.
Desarrollo
El modelo GEM se ha desarrollado para satisfacer las necesidades operativas de pronóstico del tiempo de Canadá para los próximos años. Estos incluyen actualmente pronósticos regionales de corto alcance, pronósticos globales de mediano alcance y asimilación de datos. En el futuro incluirán pronósticos inmediatos en las escalas meso y pronósticos dinámicos de rango extendido en escalas de tiempo mensuales a estacionales. La esencia del enfoque es desarrollar un modelo único altamente eficiente que se pueda reconfigurar en tiempo de ejecución para ejecutarse globalmente con resolución uniforme (con resolución posiblemente degradada en el "otro" hemisferio), o para ejecutarse con resolución variable en un hemisferio global. dominio de modo que la alta resolución se centre en un área de interés.
Mecánica
La dinámica del modelo operativo GEM se formula en términos de las ecuaciones primitivas hidrostáticas con un terreno que sigue la coordenada vertical de presión (h). La discretización del tiempo es un esquema semilagrangiano implícito de dos niveles de tiempo . El espacial discretización es una formulación punto de retícula Galerkin sobre una Arakawa C-rejilla en la horizontal (lat-lon) y una vertical de unstaggered discretización . La malla horizontal puede ser de resolución uniforme o variable, y además se puede rotar arbitrariamente, la malla vertical también es variable. La difusión horizontal explícita es -2 en todas las variables de pronóstico.
El modelo operativo GEM se interconecta con un complemento completo de parametrizaciones físicas, que actualmente incluyen:
- Radiación solar e infrarroja interactiva con vapor de agua , dióxido de carbono , ozono y nubes .
- predicción de la temperatura de la superficie sobre la tierra con el método de restauración forzada,
- turbulencia en la capa límite planetaria por difusión vertical, coeficientes de difusión basados en la estabilidad y la energía cinética turbulenta ,
- capa superficial basada en la teoría de similitud de Monin-Obukhov ,
- esquema de convección poco profunda (no precipitante),
- Esquema de convección profunda tipo Kuo (sistema de pronóstico global),
- Esquema de convección profunda tipo Fritsch-Chappell (sistema de pronóstico regional),
- Esquema de condensación Sundqvist para precipitación estratiforme,
- Arrastre de onda de gravedad .
Futuro
La siguiente etapa de desarrollo del modelo GEM es evaluar la versión no hidrostática para aplicaciones de mesoescala donde el supuesto hidrostático se rompe. La versión de área limitada (límite abierto) está programada para seguir. La versión de memoria distribuida de GEM está casi terminada, es un esfuerzo de recodificación importante que se basa en una interfaz de comunicación desarrollada localmente que actualmente usa la interfaz de paso de mensajes . La investigación sobre el desempeño de diferentes esquemas de superficie terrestre como ISBA ( Interaction Soil-Biosphere-Atmosphere ) y CLASS ( Canadian Land Surface Scheme ) está avanzando.
La estrategia avanza hacia un sistema unificado de asimilación y pronóstico de datos, en cuyo centro se encuentra un único modelo numérico multipropósito y multiescala.
Uso
La producción de modelos de pronóstico canadienses, como el GEM, está bajo los derechos de autor de la corona canadiense, pero se emite bajo una licencia libre si se atribuye debidamente a Environment Canada. [1] Varios sitios no oficiales redistribuyen los datos GEM, incluidos GDPS y GEPS.
Ver también
Referencias
- ^ "Documentación de datos de conjunto global de CMC" . NOAA / Servicio Meteorológico Nacional . Consultado el 27 de febrero de 2019 .
enlaces externos
- El sitio web oficial de GEM
- Introducción a GEMDM, versión de memoria distribuida de GEM
- GEM - Visualización del pronóstico del tiempo
- Salida del modelo de la Universidad de Quebec en Montreal :
- GDPS
- RDPS
- HRDPS
- REPS miembros individuales del conjunto
- Miembros del conjunto individual de GEPS, 10 días fuera
- Producción media de GEPS, 16 días más que Tropical Tidbits
- Producción media de GEPS, pronósticos semanales, 4 semanas del programa SubX de la Universidad George Mason (arriba a la derecha)