Los sistemas de predicción por conjuntos (Ensemble Prediction System, EPS) generan productos —la «guía»— que nos permiten proporcionar información probabilística y sobre la incertidumbre del pronóstico a una variedad de clientes. Dado que típicamente los sistemas de predicción por conjuntos producen muchos más datos de lo que se puede razonablemente integrar en la mayoría de los entornos de predicción operativa, se han desarrollado productos EPS que representan la distribución de las diferentes corridas —los «miembros»— sobre la base de estadísticas comunes.
Este ejemplo le mostrará qué tipo de información de pronóstico se puede obtener de los productos del sistema EPS.
Las funciones de distribución de probabilidades (FDP) muestran la frecuencia de un valor particular en una distribución. Esta FDP, que corresponde a un sistema de predicción por conjuntos con 51 miembros, muestra varias predicciones consecutivas de la temperatura a 2 metros generadas por los miembros del conjunto para París. A modo de referencia, tenga en cuenta que en la capital francesa se considera extrema una temperatura de 30 ˚C o más y que el récord de temperatura está cerca de los 40 ˚C.
La función de distribución de probabilidades (FDP) del pronóstico de temperatura a 2 m del sistema de predicción por conjuntos inicializado a las 00 UTC del 1.º de junio, del 18 de junio, del 22 de junio, del 27 de junio y del 1.º de julio. Las predicciones del conjunto son válidas a las 12 UTC del 1.º de julio en París.
Dada esta función de distribución de probabilidades, ¿a qué conclusiones podemos llegar acerca de las predicciones de temperatura del sistema EPS para París? Para cada enunciado, elija «Verdadero» o «Falso».
Las respuestas correctas se muestran arriba.
El 22 de junio, aproximadamente la mitad de los miembros del conjunto presentaba valores por encima del umbral de temperatura extrema de 30 ˚C, lo cual permitió identificar una ola de calor potencialmente intensa más de una semana antes del evento que batiría récords de temperatura.
Esto también permitió evaluar una gama de posibles resultados en lugar de un único valor de temperatura máxima y comunicar no solo la temperatura más probable, sino también un intervalo de temperatura probable.
Esta flexibilidad constituye una ventaja no solo a la hora de decidir si se cumplirán los criterios de aviso o de alerta, sino también para decidir la probabilidad de exceder un umbral específico que interesa a ciertos usuarios, como podrían ser la temperatura a la cual un determinado tipo de avión no puede despegar o la temperatura que puede estropear una superficie asfaltada. Mucha gente tiene que evaluar este tipo de información meteorológica a fin de elegir las medidas más apropiadas para la situación, desarrollar planes de contingencia y preparar la comunidad adecuadamente antes de llegue un sistema atmosférico y de sufrir sus posibles impactos.
En esta lección utilizaremos la guía de EPS del modelo ECMWF (proporcionada por AEMET, la Agencia Estatal de Meteorología española), para evaluar la amenaza de una ola de calor que se extiende por toda España y comunicar los impactos potenciales de manera eficaz a dos usuarios locales. La interpretación correcta de los productos de pronóstico del sistema EPS contribuye a aumentar nuestra comprensión de los posibles resultados de pronóstico, a mejorar nuestra capacidad de comunicar las incertidumbres del pronóstico y a capacitar a los usuarios finales para tomar decisiones más rentables y seguras durante los eventos de calor extremo.
Si usted no conoce bien los productos de los sistemas de predicción por conjuntos, recomendamos que antes de comenzar esta lección estudie las lecciones obligatorias del curso La incertidumbre de las predicciones: cómo interpretar y comunicar la información de los productos de los sistemas de predicción por conjuntos (EPS).
El relieve de España se caracteriza por la presencia de varias mesetas y cordilleras. El extenso altiplano que constituye la Meseta Central se inclina suavemente hacia el oeste desde el centro de la península ibérica. El sistema Central, que comprende una serie de cordilleras importantes (la sierra de Estrela, la sierra de Gredos y la sierra de Guadarrama), divide la Meseta Central en dos.
Mapa topográfico de España.
El mapa siguiente muestra los umbrales de temperatura (celeste, azul, morado) que satisfacen los niveles de riesgo de calor de todas las provincias de España. En la leyenda, la columna 1 corresponde al nivel de riesgo amarillo, la columna 2 al nivel de riesgo naranja y la columna 3 al nivel de riesgo rojo. Por ejemplo, estos son los umbrales de temperatura para Sevilla: nivel amarillo, 38 ˚C; nivel naranja, 40 ˚C; nivel rojo, 44 ˚C.
En la mitad norte del territorio español, las zonas más altas y las regiones costeras alcanzan los mismos niveles de peligrosidad con umbrales de temperatura más bajos. Esto indica que, en general, las temperaturas no tienen que subir tanto para que la población sienta sus efectos. Especialmente en el norte de España, donde el clima es húmedo todo el año, una temperatura baja se siente más cálida.
En el sur de España, en las áreas alejadas de la costa el clima es más seco que en el norte del país, lo cual indica que las temperaturas tienen que ser más altas para que la población sienta impactos similares. En la mitad sur de España, los umbrales que satisfacen los niveles de peligrosidad en las zonas costeras son más bajos en comparación con el resto de la región.
En la próxima sección veremos cómo se usan los criterios de riesgo en España para describir los impactos potenciales de las temperaturas extremas en los pronósticos y qué precauciones debe tomar la población de la zona afectada.
El Plan Nacional de Predicción y Vigilancia de Fenómenos Meteorológicos Adversos (Meteoalerta) ha desarrollado criterios de riesgo para alertar a las poblaciones vulnerables del potencial de calor extremo. Los criterios se basan en un sistema de cuatro niveles que se describe en la tabla siguiente.
Umbral de temperatura (°C) |
Color |
Riesgo |
Descripción |
Ninguno |
Verde |
No hay riesgo |
No se requiere un especial cuidado respecto a la situación meteorológica. |
T > 34 °C a 38 °C |
Amarillo |
Hay riesgo |
La situación meteorológica es potencialmente peligrosa. Se han previsto fenómenos meteorológicos relativamente usuales, pero si va a realizar actividades expuestas a riesgos meteorológicos debe permanecer atento. Manténgase informado sobre las condiciones meteorológicas previstas y no asuma riesgos innecesarios. |
T > 37 °C a 40 °C |
Naranja |
Riesgo importante |
La situación meteorológica es peligrosa. Se han previsto fenómenos meteorológicos inusuales. Es probable que se produzcan daños o heridos. Permanezca alerta e infórmese regularmente acerca de los detalles de las condiciones meteorológicas previstas. Siga todas las recomendaciones de las autoridades. |
T > 40 °C a 44 °C |
Rojo |
Riesgo extremo |
La situación meteorológica es muy peligrosa. Se han previsto fenómenos meteorológicos excepcionalmente intensos. Son probables grandes daños y accidentes, en algunos casos con riesgo para la vida y la integridad de las personas, en un área extensa. Infórmese con frecuencia acerca de los detalles sobre las condiciones meteorológicas esperadas y los riesgos correspondientes. Siga las órdenes y las recomendaciones de las autoridades en todas las circunstancias y prepárese para tomar medidas extraordinarias.1 |
1 El texto de esta tabla proviene de la página de Meteoalarm. La página Interpretación de avisos del sitio de AEMET contiene información similar. |
Los boletines de aviso de Meteoalerta informan sobre el nivel de peligrosidad de la temperatura, las provincias vulnerables, las horas esperadas de inicio y fin del evento y la probabilidad de ocurrencia. Normalmente, estos avisos se emiten dos veces al día (por la mañana y por la tarde), pero se pueden emitir en cualquier momento de acuerdo con la situación meteorológica. Cuando no se nombra ninguna zona específica, se considera que el riesgo se refiere a todo el territorio provincial.
La intensidad y duración de posibles temperaturas extremas y su ocurrencia en épocas de marcada importancia social pueden justificar la emisión de «avisos especiales» pensados para estimular la conciencia y el nivel de atención de la situación meteorológica por parte de la población.
Nota: en relación con las temperaturas extremas, los umbrales exactos de nivel de peligrosidad varían de provincia en provincia según las características climatológicas locales. Es por este motivo que los intervalos de temperatura que corresponden a los distintos niveles de riesgo difieren según la provincia particular que se está considerando. Por ejemplo, aunque 38 ˚C cae dentro del intervalo de temperatura contemplado por el nivel de riesgo naranja, en Sevilla representa el umbral de temperaturas de nivel amarillo.
Veamos ahora cómo podemos usar los criterios de riesgo de temperatura y la guía estadística del sistema de predicción por conjuntos en las operaciones de pronóstico frente a la amenaza de una ola de calor que afectará a toda España.
Usted está a cargo de emitir las predicciones de temperatura para los usuarios finales en España. Son las 06 UTC del 31 de agosto (las 8:00 hora local) y acaba de comenzar su turno de trabajo.
En el nivel de 500 hPa, una dorsal que atravesó el océano Atlántico oriental ha llegado a la península ibérica. La señal de la dorsal en altura se manifiesta a través de los niveles atmosféricos inferiores. Mientras tanto, una zona de altas presiones relativamente intensa se mantiene estacionaria sobre el Atlántico oriental.
Usted debe decidir con bastante anticipación si las temperaturas en superficie cumplirán los criterios establecidos por AEMET para la emisión de un aviso especial de ola de calor.
Se emite un aviso especial de ola de calor cuando está previsto un nivel de riesgo naranja o rojo que afecte al menos al 10 % del territorio nacional peninsular, las islas Baleares, Ceuta y Melilla o al 30 % de las islas Canarias durante al menos 3 días consecutivos.
Esta lección centra la discusión exclusivamente en el territorio peninsular. Evaluemos en primer lugar la situación de pronóstico a través de la península.
¿Cuáles de estos productos del sistema de predicción por conjuntos es el más útil para determinar si existe la posibilidad de que las temperaturas previstas alcancen niveles peligrosos en al menos el 10 % del territorio peninsular? Escoja todas las opciones pertinentes.
Las respuestas correctas son a) y d).
El índice de predicción de extremos y desplazamiento de los extremos (EFI/SOT) permite evaluar rápidamente las temperaturas previstas anormalmente altas o bajas en comparación con el clima del modelo. Por su parte, la probabilidad de excedencia ayuda a estimar un intervalo general de resultados probables mediante una serie de mapas con umbrales de temperatura cada vez más altos. Los productos EFI/SOT y probabilidad de excedencia se usan juntos para aumentar la conciencia situacional sobre la posibilidad de que las temperaturas alcancen o excedan umbrales críticos a través de una región. Estos productos también se pueden usar para decidir si se satisfacen los criterios de emisión de avisos de riesgo (amarillo), riesgo importante (naranja) o riesgo extremo (rojo).
Las opciones b) y c) son incorrectas porque estos productos puntuales no permiten estimar plenamente la extensión del área de temperaturas altas para esta aplicación. Además, los productos puntuales pueden representar escalas horizontales y verticales que no existen en la realidad, de modo que reflejan cierto suavizado de los valores pronosticados.
Encontrará más información sobre el uso eficaz de los productos del sistema EPS en la Guía de referencia para los productos de los sistemas de predicción por conjuntos (EPS).
En la sección precedente, examinamos el EFI/SOT y llegamos a la conclusión de que un evento de temperaturas anormalmente altas podría afectar a toda la península en el transcurso de la próxima semana. Veamos ahora los mapas de probabilidad de excedencia para identificar los niveles de temperatura posibles en superficie y relacionar esas temperaturas previstas con los criterios de nivel de riesgo. En este caso también nos centraremos en el primer día en que el personal de predicción de AEMET comenzó a percibir la posibilidad de temperaturas muy altas en toda España.
En España, los niveles de riesgo rojo y naranja representan las categorías de peligrosidad más importantes para la emisión de un aviso especial de ola de calor. Dado que todos los umbrales de temperatura del nivel de riesgo naranja superan los 35 ˚C y todos los umbrales de temperatura del nivel de riesgo rojo superan los 40 ˚C, para contestar las preguntas que siguen podemos fijarnos específicamente en los mapas correspondientes a los umbrales de probabilidad de excedencia de 35 ˚C y de 40 ˚C.
Examine estos mapas de probabilidad de excedencia y conteste las preguntas que siguen.
Umbrales de temperatura máxima (°C) para las provincias de España. A cada color del mapa corresponden tres umbrales distintos, cada uno de los cuales a su vez corresponde a un nivel de riesgo. El primero indica el nivel de riesgo amarillo, el segundo el nivel de riesgo naranja y el tercero el nivel de riesgo rojo. España está subdividida en cuatro zonas geográficas (norte, centro, este y sur).
Use las flechas o los botones de radio para avanzar por estas preguntas. Conteste ambas preguntas antes de continuar.
El personal de predicción de AEMET estudia la probabilidad de excedencia para identificar el nivel de riesgo más alto que las temperaturas podrían alcanzar. Dado un umbral de temperatura que satisface los criterios de riesgo, si la probabilidad de excedencia es igual o mayor que el 10 %, el nivel de riesgo de temperatura se toma en cuenta.
Por ejemplo, aquí tiene los criterios de riesgo de temperatura para Sevilla: nivel amarillo: 38 ˚C, nivel naranja: 40 ˚C y nivel rojo: 44 ˚C. Supongamos que exista una probabilidad del 60 al 70 % de que la temperatura exceda los 35 ˚C y una probabilidad del 20 % de que se excedan los 40 ˚C. De acuerdo con las probabilidades y los umbrales de temperatura, el nivel naranja es el nivel de riesgo más alto que las temperaturas pueden alcanzar, ya que es posible (con un 10 % o más de probabilidad) que las temperaturas superen los 40 ˚C.
Considere solamente los mapas de probabilidad de excedencia y de umbral de temperatura para decidir cuál es el nivel de peligrosidad más alto que las temperaturas pueden alcanzar en cada región de la península. Elija la mejor opción en cada lista.
Las respuestas correctas se muestran arriba.
La probabilidad de que la temperatura exceda los 35 ˚C y los 40 ˚C en el norte de España es muy baja (< 10 %), de modo que el nivel de riesgo verde es el más alto posible para esta región.
En el este de España, la probabilidad de que la temperatura supere los 35 ˚C es alta (del 60 al 70 %), pero es muy baja para el caso de exceder los 40 ˚C (< 10 %). El nivel naranja es el más alto posible porque en esta región todos los umbrales de temperatura de ese nivel superan 35 ˚C y la probabilidad de exceder los 35 ˚C es mayor que el 10 %.
En España central, la probabilidad de que las temperaturas superen los 35 ˚C es muy alta (del 90 al 100 %), pero mucho menor para el caso de superar los 40 ˚C (del 5 al 10 %). El nivel naranja es el más alto posible, porque en esta región todos los umbrales de temperatura de ese nivel superan los 35 ˚C y la probabilidad de exceder 35 ˚C es mayor que el 10 %.
En el sur de España, la probabilidad de que las temperaturas superen los 35 ˚C es muy alta (del 90 al 100 %) y alta para el caso de superar los 40 ˚C (del 40 al 50 %). El nivel de riesgo rojo es el más alto posible, porque en esta región todos los umbrales de temperatura de ese nivel superan los 40 ˚C y la probabilidad de exceder 40 ˚C es mayor que el 10 %.
Conclusión: la mayor parte del territorio peninsular podría experimentar temperaturas que satisfacen los criterios de nivel de riesgo naranja o rojo.
Son las 00 UTC del 3 de septiembre y usted está comenzando otro turno en la oficina de pronóstico. A fin de estudiar las tendencias de temperatura en los próximos días, usted examina las predicciones del sistema EPS después del primer día de la ola de calor, válidas a las 00 UTC del 5 de septiembre, para algunas zonas del centro y el sur de España.
Examine los mapas de probabilidad de excedencia y conteste las preguntas que siguen.
Use las flechas o los botones de radio para avanzar por estas preguntas. Conteste ambas preguntas antes de continuar.
Ya sabemos que es muy probable que se alcancen niveles críticos de temperatura en algunas zonas del centro y el sur de España. Las provincias en la zona demarcada representan aproximadamente el 10 % del territorio peninsular. Usted considera la posibilidad de emitir un aviso especial de ola de calor, pero necesita hacerse una idea de la posible duración del período de temperaturas extremas.
¿Cuáles de estos productos del sistema EPS es el más útil para calcular la duración de un nivel de riesgo en las temperaturas previstas que abarque al menos el 10 % del territorio peninsular? Elija la mejor respuesta.
La respuesta correcta es b).
El producto probabilidad de excedencia ayuda a calcular la cantidad de tiempo que las temperaturas podrían superar un determinado umbral. Cuando los valores de probabilidad son más altos, la probabilidad de que la temperatura supere cierto umbral es mayor. Cuando los valores de probabilidad bajan considerablemente, la probabilidad de que la temperatura no alcance un umbral particular es más alta.
La opción a) es incorrecta porque los productos EFI/SOT se utilizan principalmente para evaluar la posibilidad de condiciones meteorológicas inusuales durante el período de pronóstico y no muestran los valores previstos de temperatura. Las opciones c) y d) son incorrectas porque estos productos puntuales no pueden ayudarnos a identificar las condiciones a través de la península.
Poco después, suena el teléfono. Es la representante de un hospital cerca de Valencia: «Vi que emitieron un aviso especial de ola de calor y tengo que disponer los recursos necesarios para la eventualidad de que se nos presenten muchos pacientes con agotamiento por calor, insolación, quemaduras de sol y otras afecciones relacionadas con el calor—, explica. —¿Sabe decirme qué temperatura se alcanzará en Valencia en los próximos dos días y qué otros impactos potenciales podríamos experimentar?»
¿Cuál de estos productos es el más útil para identificar la temperatura más alta que puede ocurrir en Valencia?
La respuesta correcta es d).
Los EPSgramas de cajas y bigotes son productos puntuales que permiten evaluar rápidamente las probabilities y los percentiles para un lugar específico. A diferencia de los mapas de probabilidad de excedencia que vimos antes, los cuales solo presentan unos cuantos valores específicos separados por varios grados de diferencia, estos diagramas muestran la distribución de los valores posibles.
Las opciones a), b) y c) son incorrectas, porque ninguno de esos productos presenta valores estimados para un lugar específico. El índice de predicción de extremos y desplazamiento de los extremos permite evaluar rápidamente las anomalías altas o bajas en las temperaturas previstas en comparación con el clima del modelo. La probabilidad de excedencia presenta un rango general de resultados probables dados umbrales de temperatura cada vez más altos. Estos productos son más útiles a la hora de decidir si las temperaturas alcanzarán umbrales críticos desde una perspectiva regional.
Son las 00 UTC del 5 de septiembre y después de dos días de merecido descanso usted está nuevamente en el trabajo. No acaba de sentarse, cuando suena el teléfono. Llaman de otro hospital, esta vez en Murcia:
«Hola. Me informaron del aviso especial de ola de calor, pero después de la canícula de ayer —aquí en Murcia marcamos 40 ˚C, nivel naranja— realmente tengo que saber si hará el mismo calor o más esta tarde. Si es así habrá que aumentar el personal de enfermería para atender a los pacientes con golpe de calor».
Este mapa muestra las temperaturas máximas observadas entre las 00 UTC del 4 de septiembre y las 00 UTC del 5 de septiembre. Cerca del hospital, la temperatura llegó a 40 ˚C.
Por su propia experiencia, usted sabe que el hospital está en una región a sotavento de una sierra al norte y a muchos kilómetros de distancia de las brisas de mar de la región costera donde a menudo soplan vientos terrales (catabáticos) capaces de exacerbar las condiciones de calor. Es importante tener en cuenta la predicción del viento a la hora de comunicar la amenaza meteorológica a esta persona.
Consideremos la guía del modelo correspondiente a un momento por la tarde (las 13 UTC) del 5 de septiembre para ver qué nivel alcanzan las temperaturas previstas. Examine la predicción de viento del modelo local de mesoescala HARMONIE-AROME y conteste las preguntas siguientes.
Use las flechas o los botones de radio para avanzar por estas preguntas. Conteste ambas preguntas antes de continuar.
En el transcurso de la primera mitad de septiembre de 2016, una intensa ola de calor afectó a la mayor parte del continente europeo. Esta ola de calor fue el producto de una potente dorsal en altura que causó subsidencia y trajo aire muy cálido a toda la región. La dorsal dominó el patrón sinóptico durante casi dos semanas.
La dorsal en 500 hPa llegó del lado del Atlántico y afectó primero a la península ibérica, a partir del 4 de septiembre, pero luego se extendió hacia el noreste y para el 9 de septiembre ocupaba Europa central. La dorsal no se debilitó hasta el 12 de septiembre, cuando el período de ola de calor terminó.
En España, se observaron temperaturas extremas entre el 4 y el 7 de septiembre. La temperatura máxima superó 40 ˚C en la mayor parte del sur de la península y en algunos lugares en Galicia y el altiplano del norte. En el sur de España, se registraron algunas máximas en exceso de 45 ˚C. También se registraron mínimas muy altas, de más de 25 ˚C, en muchos lugares del sur de la península y junto a la costa mediterránea.
El 2 de septiembre AEMET emitió el primer aviso en el cual se advertía que llegaban temperaturas altas. En los días subsiguientes AEMET actualizó sus boletines, observando que las temperaturas habían alcanzado el nivel de riesgo naranja en la mayor parte del territorio peninsular y las islas Baleares.
En algunas regiones de España los efectos locales exacerbaron la ola de calor. Este fue el caso en Valencia, Murcia y la costa del Mediterráneo debido a los vientos del oeste que afectaron a esas zonas.
Los sistemas de predicción por conjuntos (Ensemble Prediction System, EPS) brindan al personal de predicción la oportunidad de agregar una perspectiva local y regional a los eventos meteorológicos. En esta lección, usted eligió los productos de pronóstico del sistema EPS más útiles para identificar la severidad, magnitud y duración potenciales de las temperaturas extremas previstas. También analizó estos productos de pronóstico a varias escalas temporales (a largo, mediano y corto plazo) y espaciales (regional y local).
Encontrará más información sobre los productos de pronóstico del sistema EPS, en la Guía de referencia para los productos de los sistemas de predicción por conjuntos (EPS) de COMET.
El personal de predicción debe comunicar la información basada en los análisis del sistema de predicción por conjuntos de una manera que ayude a tomar decisiones apropiadas para la seguridad pública. Es fundamental que comprenda las necesidades de los usuarios finales para comunicar la información de incertidumbre del pronóstico de forma útil. El ejercicio al final de la lección le permitió evaluar su capacidad de comunicar la información del pronóstico probabilístico y los impactos potenciales a dos usuarios locales. Encontrará más información sobre las mejores prácticas para comunicar la información de predicción relevante a los usuarios finales en la lección de COMET titulada Cómo comunicar la incertidumbre de las predicciones.
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