PRESCAT (PRedicció EStadística per conjunts a CATalunya)

 

— PUBLICADA EL 18/06/2013 —

El Servei Meteorològic de Catalunya (SMC) ha desenvolupat un sistema de PRedicció EStadística per conjunts a CATalunya (PRESCAT) que proporciona prediccions probabilístiques per a la precipitació i la temperatura a alta resolució espacial fins a un horitzó de 10 dies. Aquest sistema parteix del Sistema de Predicció per Conjunts Global (GEFS de les sigles en anglès) de la National Ocean and Atmospheric Agency (NOAA). A partir de les 21 simulacions que formen el GEFS s’estableix entre camps predictands i predictors una funció de transferència basada en l’analogia entre situacions meteorològiques futures i passades i s’aconsegueix, així, la probabilitat d’assolir o no llindars diaris de precipitació i temperatura, d’entre d’altres variables.

S’espera que aquest nou sistema de predicció estadística ajuda tant a l’elaboració dels butlletins de predicció meteorològica diària, com a l’establiment d’avisos de perill meteorològic. A més, complementarà als models de predicció numèrica del temps que actualment utilitza el Servei i que només ofereixen simulacions a un horitzó de pronòstic de 3 dies.

L’elaboració d’un sistema probabilístic de predicció meteorològica ha estat un dels objectius de les línies de recerca del SMC dels darrers anys. En aquest sentit, PRESCAT, desenvolupat per l’àrea de Recerca Aplicada i Modelització (RAM), és el primer d’un seguit de sistemes de predicció per conjunts que s’espera sorgeixin en un futur pròxim. Aquests mètodes són d’elevat interès, atès que permeten capturar l’incertesa inherent en la predicció meteorològica a partir del que s’anomena una anàlisi de sensibilitat.

El projecte, que es va desenvolupar al llarg de tot  l’any 2012, ha com portat la recopilació d’un gran nombre de dades, tant d’observacions en superfície com de reanàlisis de models meteorològics durant els darrers 60 anys. Concretament, a partir de tot el conjunt d’observacions històriques s’han creat malles de dades a diferents resolucions espacials, tot incorporant la influència que l’orografia, la distància a la mar i la disposició geogràfica tenen sobre aquestes variables. Per la seua banda, de les dades de les 21 simulacions del GEFS, formades per un membre de control i 20 membres dispersius, s’han seleccionat les variables predictores més rellevants i s’han adaptat a diferents dominis d’escala sinòptica i de mesoescala. A continuació es passa a la confrontació de les prediccions amb un banc de reanàlisis passats i s’extreuen relacions entre camps meteorològics previstos i les malles observacions, aconseguint d’aquesta manera uns resultats probabilístics d’excedència de certs llindars  per a variables meteorològiques en superfície.

PRESCAT ofereix tant resultats probabilístics de superació o topall per a un valor considerat, com deterministes a partir del valor més probable d’entre un conjunt de possibles. Més en detall, s’ofereixen els resultats per a les variables i els llindars que es presenten a la taula 1.

Taula 1. Llindars de superació o topall per a les variables precipitació i temperatura màxima i mínima. Els colors càlids i freds per als llindars de temperatura fan referència a si es tracta d’un valor de superació o de topall respectivament.

Les sortides gràfiques són de dos tipus;  distribució espacial i l’evolució temporal a un punt donat de la variable d’interès. Les figures 1 i són respectivament dos exemples d’aquests resultats1. Com a exemple del primer tipus de sortides, a la figura 1 es presenta  la probabilitat d’enregistrar una precipitació apreciable així com una dispersió de la pròpia predicció per al dia 30 de Maig del 2013.


1 Aquest tipus de resultats només són d’ús intern del Servei Meteorològic de Catalunya.

Figura 1. Probabilitat d’enregistrar una precipitació diària apreciable (0.5 mm) a partir de la mitjana del conjunt de simulacions del GEFS(imatge principal central) així com la dispersió associada a partir de la probabilitat dels membres més humits (imatge superior a la dreta) i més secs (imatge inferior a la dreta). La predicció està inicialitzada el dia 30 de Maig i és vàlida per al dia en curs (d+0).

Pel que fa al segon tipus de sortides, la figura 2 mostra el resultat de l’evolució temporal de la probabilitat de precipitació apreciable i de la temperatura màxima i mínima més probable per a la localitat de la Seu d’Urgell.

Figura 2. Exemple d’evolució temporal a mig termini (+11 dies) de la probabilitat de precipitació apreciable(imatge de l’esquerra), temperatura màxima (imatge central) i mínima(imatge de la dreta) a l’estació de la Seu d’Urgell a partir dels resultats de PRESCAT. En els gràfics es mostren el valors mitjans de cada variable a partir de les 21 simulacions del GEFS (línia sòlida vermella), el valor de la simulació del membre de control (línia discontínua negra). També es dóna informació sobre la dispersió de la predicció en forma de sombrejat de tons clars i obscurs per als percentils 10 i 90.

A més, a partir de l’encreuament de la probabilitat de superació/topall de les diferents variables de predicció així com de l’assoliment o no de valors llindars diaris de radiació, PRESCAT també ofereix una proposta de simbologia més destacada de l’estat del cel. Aquest resultat s’utilitza per a l’elaboració de la predicció municipal2, i s’ha de considerar com a la simbologia més destacada que es pot produir al llarg del dia en consideració sense excloure altres. Aquesta tria respon a una jerarquització de la simbologia que s’utilitza en els propis butlletins de predicció del SMC.


2La predicció municipal es consultable a http://www.meteo.cat/servmet/prediccio/mtermini/cat/index.html

Figura 3. Predicció municipal en forma de meteograma per a Girona a 8 dies d’horitzó de pronòstic. En el meteograma es mostra la temperatura màxima mitjana (línia vermella), mínima mitjana(línia blava) i probabilitat de d’enregistrar precipitació apreciable(gràfic de barres). També es presenta la proposta de simbologia diària més destacada.

Pel que fa a futurs passos en la línea encetada per la predicció per conjunts, existeixen ja actualment línies de treball destinades a ampliar i millorar els resultats que proporciona PRESCAT. En aquest sentit, s’ampliarà el ventall de resultats amb probabilitats d’ocurrència de boira i tempesta i llindars de superació i topall per a la humitat relativa i el vent.  Així mateix,  s’està creant una nova malla de dades a partir d’observacions horàries què, conjuntament amb l’ús de camps predictors amb més resolució espacial i temporal, permetrà oferir prediccions més detallades i a menors intervals temporals.

Àrea de Recerca Aplicada i Modelització (RAM)

 

Data d'actualització: 20.02.2018