Cada año, los huracanes y las tormentas tropicales pueden causar miles de millones de daños y cuantiosas víctimas en todo el mundo. La reducción de las pérdidas causadas por los huracanes implica un complejo modelado por ordenador junto con observaciones y la toma de decisiones por parte de expertos. Las advertencias oportunas y precisas de la trayectoria e intensidad de las tormentas permiten a las personas prepararse y evacuar, reduciendo el potencial de daños catastróficos. El Laboratorio Oceanográfico y Meteorológico del Atlántico (AOML) de la NOAA mejora la capacidad de la NOAA para proporcionar alertas oportunas y precisas con su Modelo de Investigación y Previsión del Tiempo en Huracanes (HWRF).
El AOML impulsa mejoras en los pronósticos de huracanes aprovechando la experiencia en la observación, investigación y modelización de ciclones tropicales. Nuestro equipo de modelización meteorológica numérica utiliza el HWRF para probar nuevas tecnologías y avanzar en la predicción de huracanes a través de la recopilación de datos, la asimilación y la modelización experimental. Colaboramos con el Centro de Modelado Ambiental (EMC) de la NOAA para actualizar anualmente los componentes del modelo de HWRF para reflejar los últimos avances en la comunidad de investigación de ciclones tropicales y proporcionar nuestra mejor orientación para las predicciones de seguimiento e intensidad, que son utilizadas por el Centro Nacional de Huracanes (NHC) cada seis horas para los sistemas tropicales activos. Desde su inicio como modelo operacional en 2007, y con el apoyo del Proyecto de Mejoramiento del Pronóstico de Huracanes, el modelo del HWRF sigue mejorando cada año.
Avanzar en el HWRF
El AOML contribuye a los avances del HWRF a través de una plataforma experimental, llamada el HWRF a escala de cuenca. AOML desarrolló el HWRF a escala de cuenca en colaboración con el Instituto Cooperativo de Estudios Marinos y Atmosféricos de la Universidad de Miami, el Centro de Modelos Ambientales de la NOAA y el Centro de Desarrollo de Bancos de Pruebas. Con el HWRF a escala de cuenca, el AOML es capaz de probar mejoras como una mejor representación de la física de las tormentas y las nuevas observaciones, y hacer la transición al sistema operativo del HWRF, apoyando la capacidad de la NOAA de proporcionar las mejores previsiones posibles.
Un logro clave del HWRF es la creación de "nidos" de alta resolución que siguen a las tormentas. Estos nidos mejoran los pronósticos del entorno cercano a la tormenta y su núcleo interno, incluyendo la capacidad de resolver las tormentas eléctricas y otras características que afectan a la intensidad de la tormenta. El enfoque de triple nido de alta resolución es un contribuyente clave a las mejoras del modelo en la habilidad de pronóstico de la intensidad. Un componente importante del HWRF a escala de cuenca es la inclusión de estos nidos para múltiples tormentas a la vez, aumentando nuestra capacidad de modelar cómo una tormenta afecta a otra. El HWRF a escala de cuenca también expandió su dominio exterior para cubrir un cuarto del globo. Estos componentes únicos de los experimentos de la HWRF a escala de cuenca han demostrado mejorar la precisión de la habilidad de pronóstico, especialmente cuando se trata de rastrear pronósticos a 3-5 días.
Animación del HWRF a escala de cuenca que muestra la interacción de tres huracanes simultáneos en la cuenca del Atlántico en 2017 (Irma, José y Katia). Las sombras y los contornos muestran la presión media del nivel del mar (es decir, la presión de la superficie), las cajas negras muestran los nidos telescópicos (hasta 2 km) que siguen a cada tormenta, y las líneas negras (discontinuas/sólidas) representan la trayectoria observada para cada tormenta. La región que se muestra en este mapa es aproximadamente del tamaño del dominio exterior del HWRF a escala de cuenca.
El HWRF a escala de cuenca también ha demostrado habilidad para pronosticar las precipitaciones, un peligro que puede afectar enormemente a las comunidades, como se vio durante la catastrófica inundación en Texas asociada al huracán Harvey (2017). La integración y el modelado de las condiciones oceánicas debajo de la tormenta permiten comprender mejor los matices del comportamiento de la tormenta, incluidos los cambios en la intensidad y las precipitaciones.
A partir de 2018, el HWRF a escala de cuenca también incorporó los datos únicos recogidos en un entorno de huracanes de instrumentos como los "dropwindsondes" del GPS que se lanzan en paracaídas desde aviones cazadores de huracanes a la superficie del océano midiendo la temperatura, la presión y la dinámica del viento. Esta fue una actualización crítica para sincronizar la HWRF a escala de cuenca con la versión operativa de la HWRF y para ampliar las propias capacidades operativas de la HWRF a escala de cuenca. Los datos se asimilan en los modelos y las previsiones resultantes se examinan para mejorar los modelos mediante colaboraciones con socios de toda la comunidad de ciclones tropicales. Los resultados de los modelos experimentales (como el HWRF a escala de cuenca) son probados rigurosamente por el Centro Nacional de Predicción Ambiental de la NOAA, con el objetivo de hacer la transición de tales modelos a las operaciones de manera que estén disponibles para las Oficinas de Previsión Meteorológica del NHC y del NWS para el beneficio público. Además de los desarrollos de modelos para mejorar la precisión, las nuevas representaciones visuales de los datos tienen como objetivo hacer que los pronósticos sean fáciles de entender e interpretar.
Reflexión de radar simulada de la HWRF a escala de cuenca en el momento de la llegada a tierra de los grandes huracanes Harvey, Irma y María.
La próxima generación del HWRF se hace global
Las mejoras logradas por el modelo de HWRF a escala de cuenca se están integrando ahora en un modelo mundial unificado, el Sistema de Previsión Mundial de Esferas Cubicadas de Volumen Finito (FV3 GFS). El FV3GFS fue creado por el Laboratorio de Dinámica de Fluidos Geofísicos de la NOAA con el apoyo del Sistema de Predicción Global de Próxima Generación (NGGPS) de la NOAA en colaboración con el Centro de Modelización Ambiental, que planea incorporar la predicción de huracanes de alta resolución directamente en el modelo global. Este enfoque unirá dos importantes capacidades de predicción: predicciones precisas de la trayectoria del modelo global y predicciones precisas de la intensidad de los nidos de alta resolución desarrollados en el HWRF. Se espera que este modelo mundial de última generación logre una predicción más precisa de todos los peligros relacionados con los huracanes, incluidos los vientos, las precipitaciones y las mareas de tempestad.
Publicado originalmente el 13 de agosto de 2018 por Kristina Kiest