Cuando hablamos de «tipo de modelo», deseamos distinguir entre los modelos espectrales o de malla y los que son hidrostáticos y no hidrostáticos. Estas diferencias influyen en los tipos de errores que produce cada modelo y, por ende, en cómo debemos interpretar el pronóstico que genera. A ver si puede identificar algunas de ellas...
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Los modelos de malla y espectrales se basan en el mismo conjunto de ecuaciones primitivas. Sin embargo, los dos tipos formulan y resuelven las ecuaciones de manera distinta. Las diferencias en las formulaciones matemáticas básicas producen errores característicos distintos en la guía del modelo.
Las diferencias en las formulaciones matemáticas básicas llevan a diferentes métodos de representar los datos. Los modelos de malla representan los datos en puntos de malla discretos y fijos, mientras que los modelos espectrales utilizan funciones de onda continua. Estas diferencias en la representación de los datos introducen diferentes tipos y cantidades de errores en los análisis y pronósticos.
Juntas, las aproximaciones físicas y dinámicas en las ecuaciones y las características de cada tipo de modelo influyen en el tipo y la escala de las estructuras que un modelo puede representar.
El tipo de modelo no necesariamente afecta la extensión del dominio del modelo. En el pasado hemos usado modelos espectrales porque las funciones de onda y los harmónicos esféricos de la formulación espectral establecen una base matemática natural para un dominio esférico, lo cual permite obtener un alto grado de precisión en el modelado de los movimientos de un fluido sobre una esfera, como ocurre con la atmósfera terrestre. Sin embargo, conforme aumentan los recursos computacionales, los modelos globales convierten paulatinamente en modelos de malla. Normalmente, los modelos no hidrostáticos están limitados a dominios pequeños, porque el costo adicional de calcular los términos no hidrostáticos solo ayuda a pronosticar estructuras de escala pequeña que requieren una resolución muy alta para resolverse y la mayoría de los centros operativos aún no cuentan con suficientes recursos informáticos como para ejecutar un modelo global de alta resolución en tiempo real. No obstante, parece inevitable que en determinado momento las capacidades de cómputo nos permitan ejecutar modelos globales no hidrostáticos.
El tipo de modelo no tiene un impacto directo en la resolución horizontal o vertical seleccionada hasta un espaciado de malla horizontal de aproximadamente 10 km. En teoría, los modelos de malla y espectrales pueden tener cualquier resolución, dentro de las limitaciones de los recursos de cómputo. Sin embargo, los modelos de resolución horizontal muy fina deberían ser no hidrostáticos.
El resto de esta sección explora con mayor detalle las características y los errores asociados con los modelos de malla y espectrales, así como los modelos hidrostáticos y no hidrostáticos.