: introducción al análisis retrospectivo de la era moderna para investigación y aplicación de la...
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Introducción al Análisis Retrospectivo de la Era Moderna para Investigación
y Aplicación de la NASA: : MERRA
Curso de Capacitación en Percepción Remota (NASA)Geo Latin America and Caribbean Water Cycle capacity Building Workshop
Colombia, 28 de noviembre - 2 de diciembre, 2011
ARSETARSET
AApplied pplied RRemote emote SSensing ensing EEducationducation andand TTrainingraining(Educación y Capacitación en Percepción Remota Aplicada)(Educación y Capacitación en Percepción Remota Aplicada)Un proyecto del Programa de Ciencias Aplicadas de la NASAUn proyecto del Programa de Ciencias Aplicadas de la NASA
ObjetivosObjetivos
Para más detalles: Para más detalles: http://gmao.gsfc.nasa.gov/research/merra/http://gmao.gsfc.nasa.gov/research/merra/
Presentar
• Una descripción general de los Productos de Agua de MERRA
• Ejemplos de análisis y visualización de eventos de del tiempo y variabilidad climática
Productos de Agua de la NASA• Lluvia
• Nieve/Hielo
• Vapor de Agua
• Nubes
• Humedad de Suelo
• Agua Subterránea
• Nieve/Hielo
• Lluvia, Nubes, Vapor de Agua
• Humedad de Suelo
• Evaporación/Transpiración
• Escorrentía
Componentes del Ciclo Componentes del Ciclo del Aguadel Agua
Productos en rojo - derivados de medidas satelitalesProductos en rojo - derivados de medidas satelitales
Productos en azul - derivados de modelos de superficie Productos en azul - derivados de modelos de superficie atmosférica/terrestre, atmosférica/terrestre, como MERRAcomo MERRA, en los cuales las medidas satelitales , en los cuales las medidas satelitales son asimiladas o combinadasson asimiladas o combinadas
• Los modelos utilizan ecuaciones matemáticas (leyes de la física) para representar sistemas de atmósfera, océano, tierra, y cambios que ocurren en éstos en espacio y tiempo
• Estas ecuaciones matemáticas son resueltas
en grillas verticales y horizontales mediante métodos numéricos
• Los Modelos utilizan observaciones para representar el sistema atmósfera-tierra-océano en un momento dado para deducir como el sistema evolucionará en el espacio y el tiempo
• Los modelos ‘parametrizan’ los procesos físicos mediante técnicas físicas/estadísticas/empíricas derivadas o verificadas por las cantidades observadas
Modelos de Sistemas Atmósfera-Tierra-Océano
• Hacer modelos de los procesos del agua es complejo debido a que en el sistema atmósfera-tierra-océano el agua se presenta en estado gaseoso, líquido y sólido
• Se realizan validaciones rigurosas entre las observaciones y los modelos, y de los modelos entre si, para evaluar las incertidumbres en los mismos
precipitación precipitación obtenida con obtenida con MERRA, en MERRA, en
comparación a comparación a la obtenida por la obtenida por otros modelosotros modelos
Modelos de Sistemas Atmósfera-Tierra-Océano
Qué es el Análisis Retrospectivo?• Una técnica que combina observaciones históricas con un
modelo para producir múltiples variables de clima
• Las observaciones históricas de datos meteorológicos básicos, tales como temperatura, velocidad de viento, y presión son analizadas e interpoladas en grillas modelo
• El modelo en 3 dimensiones para realizar los pronósticos es inicializado y restringido con las observaciones
• Las simulaciones del modelo proveen muchas variables de clima que no son observadas, por ejemplo flujo de humedad
• Las simulaciones realizadas con el modelo también proveen datos con mayores frecuencias que las observaciones (por ej., por hora, cada 6 horas)
Datos para Análisis Retrospectivo de MERRA
• Datos de Entrada: Meteorología Standard– Temperatura, Presión, Viento, Humedad, Radiancia
– Química: Ozono; producción actual de Aerosoles y Carbón
– Distribución irregular en espacio y tiempo
• Datos de Salida– Nubes y sus propiedades
– Ciclo del Agua
– Estimación de la cantidad energía de la parte superior de la atmósfera a la superficie de la Tierra
– Cobertura global con frecuencia regular
De: Michael Bosilovich, NASA-GSFC-GMAO
Combina las grandes cantidades de datos observados con datos de salida del modelo ‘Goddard Earth Observing System’
(GEOS)
MERRA
Cobertura satelital presente asimilada en MERRACobertura satelital presente asimilada en MERRA
El sistema de observación variable
Observaciones utilizadas para el Análisis Retrospectivo
De: Michael Bosilovich, NASA-GSFC-GMAODe: Michael Bosilovich, NASA-GSFC-GMAO
MERRA se enfoca en el análisis histórico del ciclo del agua en escalas de tiempo y clima (desde horas hasta años) y pone las observaciones satelitales de la NASA en contexto con el clima
Las tecnologías cambian; Ciclo de vida de los Instrumentos
Análisis Retrospectivo• Puntos fuertes – Los
datos procesados son continuos globalmente, tanto en espacio como en tiempo, y proveen campos relevantes meteorológicos y climatológicos
• Puntos débiles – Los modelos de sistemas terrestres solo representan el conocimiento humano de como funciona el mundo
De: Michael Bosilovich, NASA-GSFC-GMAODe: Michael Bosilovich, NASA-GSFC-GMAO
Humedad Relativa (fraccional)Humedad Relativa (fraccional)
Vientos en dirección al Este (m/s)Vientos en dirección al Este (m/s)
Julio 2011 (850 hPa)Julio 2011 (850 hPa)
Humedad Específica Humedad Relativa Fracción de Nube
Resolución Espacial: 2/3°x1/2°Resolución Espacial: 2/3°x1/2°
Tasa de Lluvia en la Superficie Evaporación en la SuperficiePresión y Temperatura en la parte superior de la NubeVapor de Agua Columna Vertical Integrada
Resolución Temporal: MensualResolución Temporal: MensualResolución Espacial: 1.25°x1.25° y 42 niveles verticalesResolución Espacial: 1.25°x1.25° y 42 niveles verticales
Parámetros en 3 dimensionesParámetros en 3 dimensiones UnidadesUnidades
Parámetros en 2 dimensionesParámetros en 2 dimensiones
Productos de Agua de MERRA
Kg/KgFracciónFracción
Kg/m2/sKg/m2/shPa y K
Kg/m2
Humedad Específica Humedad Relativa Fracción de Nube Tasa de combinación de líquido de Nube y agua de Hielo
Resolución Espacial: 2/3°x1/2°Resolución Espacial: 2/3°x1/2°
Tasa de Lluvia en la Superficie Masa de NieveCobertura de NieveProfundidad de NieveTasa de Nieve en la SuperficieEvaporación en la SuperficiePresión y Temperatura en la parte superior de la Nube Vapor de Agua Columna Vertical Integrada,Contenido de líquido de Nube y agua de Hielo
Resolución Temporal: Por horaResolución Temporal: Por horaResolución Espacial: 1.25°x1.25° y 42 niveles verticalesResolución Espacial: 1.25°x1.25° y 42 niveles verticales
UnidadesUnidades
Productos de Agua de MERRA
Kg/KgFracciónFracciónKg/Kg
Kg/m2/sKg/m2
FracciónmKg/m2/sKg/m2/shPa y K
Kg/m2
Parámetros en 3 dimensionesParámetros en 3 dimensiones
Parámetros en 2 dimensionesParámetros en 2 dimensiones
MERRA para el Estado del TiempoHuracán Irene 27 de Agosto 0 GMT
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Norte
MERRA Datos de Clima
Los datos MSU son asimilados, lo que implica que la correlación aparente es la esperada.De: Michael G. Bosilovich, NASA-GSFC-GMAODe: Michael G. Bosilovich, NASA-GSFC-GMAO
-0.8-0.6-0.4-0.2
00.20.40.60.8
1979
1980
1981
1982
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2000
2001
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2007
2008
2009
2010
CMSU Temperature of the Lower Troposphere (TLT)
Anomaly (1989-2008)
MERRA UAH
Datos de MERRA: Variabilidad Regional de Clima
Snow DepthSnow Depth
Profundidad de NieveProfundidad de Nieve
Masa de NieveMasa de Nieve
Productos de MERRA Productos de MERRA Pueden ser descargados de http://mirador.gsfc.nasa.gov con con una búsqueda de palabras clave. También se puede buscar por una búsqueda de palabras clave. También se puede buscar por tiempo y región/ubicacióntiempo y región/ubicación
Varios parámetros atmosféricos y de superficie disponibles en http://disc.sci.gsfc.nasa.gov/giovanni
Productos de Imágenes MERRA
Análisis Retrospectivo• Combinación de muchos tipos de
observaciones con los últimos modelos de sistemas de Tierra que adquiere valor
• El progreso del análisis retrospectivo lleva a modelos y observaciones mejoradas
• Cuando el sistema de observación mejora, la cantidad de incertidumbres decrece
• El tiempo, el clima, y la variabilidad climatica en investigación y toma de decisiones aplicada
• Se puede hacer un estudio de la tendencia del clima pero se necesita significativamente más investigación y desarrollo
De: Michael Bosilovich, NASA-GSFC-GMAODe: Michael Bosilovich, NASA-GSFC-GMAO
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