El Global Forecast System ( GFS ) es un sistema de predicción meteorológica numérica global que contiene un modelo informático global y un análisis variacional realizado por el Servicio Meteorológico Nacional de los Estados Unidos (NWS).
Operación
El modelo matemático se ejecuta cuatro veces al día y produce pronósticos con hasta 16 días de anticipación, pero con una resolución espacial disminuida después de 10 días. La habilidad de pronóstico generalmente disminuye con el tiempo (como con cualquier modelo numérico de predicción del tiempo) y para los pronósticos a más largo plazo, solo las escalas más grandes conservan una precisión significativa. Es uno de los modelos de rango medio de escala sinóptica predominantes en uso general.
Principios
El modelo GFS es un modelo espectral con una resolución horizontal aproximada de 13 km durante los primeros 10 días y 27 km de 240 a 384 horas (16 días). En la vertical, el modelo se divide en 127 capas y se extiende hasta la mesopausia (aproximadamente ~ 80 km) y, temporalmente, produce una salida de pronóstico cada hora durante las primeras 120 horas, [1] tres horas hasta el día 10 y cada 12 horas hasta día 16. La salida de la EFP también se utiliza para producir estadísticas de salida del modelo .
Variantes
Además del modelo principal, el GFS es también la base de una de menor resolución de 20 miembros (22, contando el control de y los miembros operativos) ensemble que se ejecuta simultáneamente con las GFS operacionales y está disponible en las mismas escalas de tiempo. Este conjunto se conoce como el "Sistema global de pronóstico de conjuntos" (GEFS). Las estadísticas de salida del modelo de conjunto están disponibles hasta 8 días. El conjunto GFS se combina con el conjunto de modelos ambientales globales multiescala de Canadá para formar el sistema de pronóstico de conjuntos de América del Norte (NAEFS).
Uso
Como ocurre con la mayoría de las obras del gobierno de EE. UU., Los datos de GFS no están protegidos por derechos de autor y están disponibles de forma gratuita en el dominio público según las disposiciones de la ley de EE . UU . Por ello, el modelo sirve de base para las previsiones de numerosas empresas meteorológicas privadas, comerciales y extranjeras.
Precisión
Para 2015, el modelo GFS se había quedado atrás de la precisión de otros modelos meteorológicos globales. [2] [3] Esto fue más notable en el modelo GFS que predijo incorrectamente que el huracán Sandy saliera al mar hasta cuatro días antes de tocar tierra, mientras que el modelo del Centro Europeo de Pronósticos Meteorológicos a Mediano Plazo predijo que tocaría tierra correctamente a los 7 días. Se sugirió que gran parte de esto se debe a las limitaciones en los recursos computacionales dentro del Servicio Meteorológico Nacional. En respuesta, el NWS compró nuevas supercomputadoras, aumentando la potencia de procesamiento de 776 teraflops a 5,78 petaflops. [4] [5] [6] En 2018, la potencia de procesamiento se incrementó nuevamente a 8.4 petaflops, [7] La agencia también probó un modelo de reemplazo potencial con diferentes mecánicas, el modelo icosaédrico de volumen finito de seguimiento de flujo (FIM) , a principios de la década de 2010; abandonó ese modelo alrededor de 2016 después de que no mostró una mejora sustancial con respecto al GFS.
En 2019, como resultado del reciente aumento de diez veces en la potencia de cómputo, se planea una actualización del modelo GFS que aumentará su resolución horizontal a 9 km y 128 capas a 16 días, en comparación con la carrera actual de 13 km y 64 capas a 10 días. [7]
A partir de la ejecución de 12z el 19 de julio de 2017, el modelo GFS se ha actualizado. A diferencia del ECMWF recientemente actualizado , el nuevo GFS se comporta de manera un poco diferente en los trópicos y en otras regiones en comparación con la versión anterior. [8] Esta versión explica con mayor precisión variables como la oscilación Madden-Julian y la capa de aire del Sahara .
Núcleo dinámico actualizado
El 12 de junio de 2019, después de varios años de pruebas, NOAA actualizó el GFS con un nuevo núcleo dinámico, el Núcleo Dinámico de Esfera Cubica de Volumen Finito GFDL (FV3) , que utiliza el método de volumen finito en lugar del método espectral utilizado anteriormente. versiones del GFS. El modelo resultante, desarrollado inicialmente con el nombre FV3GFS, heredó el apodo de GFS, y el GFS heredado continuó ejecutándose hasta septiembre de 2019. [9] [10] Las pruebas iniciales del GFS basado en FV3 se mostraron prometedoras, mejorando la gran- habilidad de predicción de escala y precisión de seguimiento de huracanes del GFS heredado. [11]
El futuro de la GFS
Con la implementación operativa inicial de FV3GFS ahora lograda, el enfoque de modelado global del Centro de Modelado Ambiental (EMC) de la NOAA se ha centrado en el desarrollo de la próxima actualización de GFS (v16), que incluirá una resolución vertical duplicada (64 a 127 capas), física más avanzada, actualizaciones del sistema de asimilación de datos y acoplamiento al modelo de onda global de NCEP utilizando el modelo de comunidad del sistema de pronóstico unificado (UFS) . GFSv16 se implementó el 22 de marzo de 2021. [12]
El 23 de septiembre de 2020, se implementó la primera aplicación UFS global en NCEP en el Sistema Global de Pronóstico por Conjunto (GEFS v12) . Los componentes de esta actualización incluyen:
- Uso del modelo global FV3 (misma versión que GFS v15) como componente atmosférico de GEFS
- Aumento de la resolución horizontal a ~ 25 km
- La duración del pronóstico aumentó de 10 a 16 días.
- Aumento de 21 a 31 miembros
- Acoplamiento del componente atmosférico del GEFS al modelo Global Wave de NCEP
- Ejecute un miembro 32 a 5 días (GEFS-Aero) para la predicción de aerosoles, representación de aerosoles en línea basada en GOCART (GSD-Chem).
Esta implementación es el primer sistema acoplado a escala global en NCEP, y reemplaza el anterior Global Wave Ensemble independiente y los sistemas NEMS GFS Aerosol Component (NGAC). Se pueden encontrar más detalles en el sitio web GEFS v12 de EMC Model Evaluation Group , la página web EMC GEFS y la página web EMC GEFS-Aerosol.
Ver también
Referencias
- ^ Timothy McClung. "Aviso de implementación técnica 16-11 modificado" . Servicio Meteorológico Nacional. Archivado desde el original el 5 de junio de 2016 . Consultado el 5 de junio de 2016 .
- ^ Berger, Eric (21 de junio de 2016). "El modelo meteorológico estadounidense es ahora el cuarto mejor del mundo" . Ars Technica.
- ^ Berger, Eric (11 de marzo de 2016). "El modelo de pronóstico europeo que ya está pateando el trasero de Estados Unidos acaba de mejorar" . Ars Technica . Consultado el 16 de agosto de 2016 .
- ^ Kravets, David (5 de enero de 2015). "El Servicio Meteorológico Nacional multiplicará por diez su capacidad de supercomputación" . Ars Technica . Consultado el 16 de agosto de 2016 .
- ^ Rice, Doyle (22 de febrero de 2016). "La supercomputadora vuelve a colocar en silencio los recursos meteorológicos estadounidenses en la cima" . USA Today . Consultado el 16 de agosto de 2016 .
- ^ "NOAA completa las actualizaciones de supercomputadoras meteorológicas y climáticas" . NOAA . Consultado el 16 de agosto de 2016 .
- ^ a b "NOAA comienza 2018 con una actualización masiva de supercomputadoras | Administración Nacional Oceánica y Atmosférica" . www.noaa.gov . Consultado el 20 de agosto de 2018 .
- ^ Equipo, NCO Web. "NCO PMB - Próximos cambios" . www.nco.ncep.noaa.gov . Consultado el 19 de julio de 2017 .
- ^ "Aviso de cambio de servicio 19-40" (PDF) . NOAA . Consultado el 12 de junio de 2019 .
- ^ http://www.noaa.gov/media-release/noaa-to-develop-new-global-weather-model
- ^ https://www.aip.org/fyi/2018/noaa-budget-cuts-get-chilly-reception-congress
- ^ "Aviso de cambio de servicio 21-20" (PDF) . Servicio Meteorológico Nacional . Consultado el 22 de marzo de 2021 .
- Sitio web de información del modelo NOAA GFS
enlaces externos
- Sitio web del modelo NCEP / EMC GFS