Sistema de Pronósticos Hidrodinámicos MOSA –ROMS de IFOP
¿Qué es el sistema de pronósticos hidrodinámicos MOSA –ROMS?
Tipos de modelos.
Es un modelo hidrodinámico implementado por IFOP, en conjunto con el Departamento de Geofísica de la Universidad de Concepción, que cubre las regiones de Los Lagos y de Aysén, que se inicia todos los días, entregando pronósticos de corrientes, salinidad y temperatura del agua para un horizonte de 72 horas.
Existen 3 modos de hacer modelos hidrodinámicos, dependiendo los objetivos buscados. Cuando se busca realizar proyecciones, se modela tipo “forecast” como es el caso de MOSA-ROMS.
¿Para qué sirve el sistema de pronósticos hidrodinámicos MOSA –ROMS?
Operación diaria de MOSA-ROMS.
Al tener información de estados futuros del océano permite adelantarse a escenarios ambientales y/o sanitarios críticos, entregando información ambiental relevante a los tomadores de decisiones. A su vez, se genera una base de información de gran volumen, de la cual se pueden derivar herramientas operacionales tales como, deriva de objetos, dispersión de partículas o hidrocarburos. También se pueden desarrollar productos climatológicos, que ayuden a ampliar el conocimiento de la zona.
¿Cómo funciona?
MOSA-ROMS, consiste en un conjunto de códigos que de manera sincronizada ejecutan diversas operaciones, que comprenden desde la descarga diaria de forzantes, creación de archivos iniciales, lanzamiento de la corrida y manejo de los archivos de salida.
Especificaciones de MOSA-ROMS
MOSA -ROMS, está basado en ROMS-Agrif (IRD), modelo hidrodinámico de código abierto, de superficie libre y niveles verticales que se distribuyen siguiendo la batimetría (https://www.croco-ocean.org/download/roms_agrif-project/). El dominio del modelo está construido con datos de cartas náuticas del Servicio Oceanografía e Hidrográfico de la Armada (SHOA). Tiene una resolución horizontal de ~1 km y esta discretizado verticalmente en 42 niveles tipo sigma. Sus condiciones de borde son obtenidas del modelo global MERCATOR-ocean (www.mercator-ocean.fr), el forzante atmosférico se obtiene de un modelo atmosférico operacional basado en WRF (Weather Research Forecast, (http://www2.mmm.ucar.edu/wrf/users/). A su vez, se ingresan caudales de ríos para forzar flujos de alta boyantes presentes en la zona. Esta información es obtenida de estadísticas climatológicas calculadas de datos de la Dirección General de Aguas (DGA).
GUÍA DE USUARIO MOSA-ROMS
Figura 1. Captura de pantalla del módulo de pronósticos MOSA-ROMS en el sistema de información Oceanográfico CHONOS.
Los resultados de MOSA-ROMS se presentan en www.chonos.org , en la sección Pronósticos Oceanográficos ROMS. Esta interface permite a los usuarios navegar a través de los resultados, pudiendo visualizar los resultados de las variables pronosticadas (temperatura, salinidad, corrientes y nivel del mar) dentro de todo el dominio y a través del tiempo (3 días disponibles a partir del día consultado).
1. CONTENIDO
La sección de pronósticos está dividida de modo que se pueda seleccionar:
- El tiempo a consultar
- La(s) variable(s)
- El(los) tipo(s) de información que se necesita.
Figura 2. Diagrama de componentes ortogonales de la velocidad de la corriente
Las variables que MOSA-ROMS pronostica son:
- Temperatura del mar, en ° Celsius.
- Salinidad, unidades de salinidad estándar.
- Corrientes, expresadas como m/s de componente zonal y componente meridional.
- Altura del mar, expresada en metros (solo mareas).
Estas se pueden elegir en segmento 2. Para el caso de series, soundings y transectas 1-d, se podrán elegir más de una variable. En el caso de mapas, perfiles y transectas 2-d, solo se puede visualizar una variable a la vez.
La corriente, al ser un vector, se presenta como componentes ortogonales, siendo la corriente zonal la componente oeste-este de la corriente, es decir valores (+) hacia el este, valores (–) hacia el oeste.
Mientras que la velocidad meridional es la componente norte-sur de la corriente, es decir, valores (+) hacia el norte, y valores (–) hacia el sur.
La visualización está divida en 3 tipos de figuras, las cuales se pueden visualizar simultáneamente, donde existe la posibilidad de modificar cada una de ellas de manera independiente. Esto 3 tipos son mapas (zona derecha superior), series de tiempo (zona derecha inferior) y perfiles verticales o soundings (izquierda inferior).
Figura 3. Menú de selección para Mapas.
1.3.1 Mapa
Corresponden a superficies o niveles que muestran la distribución de la variable en un tiempo seleccionado en todo el dominio.
Solo se puede visualizar un nivel, una variable y un tiempo a la vez. Los niveles disponibles vienen predeterminados, estando disponibles: superficie, 10 m, 50 m, 200 m y el fondo.
Por ejemplo, si queremos visualizar la temperatura superficial el día martes 18 de enero a las 21 horas (hora local), debemos seguir los siguientes pasos (ver Figura 3):
- Seleccionamos la opción mapa.
- Elegimos la variable temperatura.
- Escogemos el nivel superficie y si deseamos cambiamos los colores de la paleta.
- Finalmente, seleccionamos el fecha a visualizar.
1.3.2 Sounding
Figura 4. Menú de selección de Sounding.
Corresponden a perfiles verticales en un tiempo dado. Para elegir el punto de consulta, se debe hacer clic en el mapa sobre el punto a consultar, y se desplegaran los soundings de las variables seleccionadas, dado que se pueden elegir distintas variables a la vez. Para un mayor detalle de los datos, al pasar el mouse sobre los perfiles se desplegaran los valores de la variable y su profundidad.
Por ejemplo, si queremos visualizar la distribución vertical de temperatura y salinidad en el punto seleccionado para el día lunes 15 de enero a las 21 horas, debemos seguir los siguientes pasos (ver Figura 4):
- Seleccionamos la opción sounding.
- Elegimos la variable que deseamos.
- Finalmente, seleccionamos la fecha a visualizar.
1.3.3 Series
Figura 5. Menú de selección de Series.
Corresponden a la series de tiempo de la(s) variables(s) seleccionada(s) en un punto del mapa. Las series contienen los 3 días pronosticados, las cuales se presentan en la parte derecha inferior.Las series requieren especificar una profundidad.
Por ejemplo, si queremos visualizar las series de tiempo de temperatura y salinidad a 8 metros de profundidad en el punto seleccionado, debemos seguir los siguientes pasos (ver Figura 5):
- Seleccionar la opción Series.
- Elegimos la(s) variable(s) que deseamos.
- Seleccionamos la profundidad.
- Finalmente, seleccionamos la fecha a visualizar.
1.3.4 Perfil
Figura 6. Menú de selección de Perfiles.
Corresponde a la distribución vertical de una variable a través del tiempo (diagrama tipo Hovmoller). Estas se visualizan en la parte inferior derecha. Solo se puede ver una variable a la vez. Se puede elegir el rango de profundidades a visualizar.
Por ejemplo, si queremos visualizar el perfil de temperatura en el punto seleccionado, debemos seguir los siguientes pasos (ver Figura 6):
- Seleccionamos la opción perfil.
- Establecemos el rango de profundidad a mostrar.
- Elegimos el punto a consultar.
Al pasar el cursor sobre el diagrama, este nos entrega información de la variable y la profundidad. En este caso podemos ver la variación de la temperatura en la columna de agua en los próximos 3 días.
1.3.5 Transecta
Figura 7. Menú de selección de transecta.
Esta opción permite dibujar una línea en el mapa donde se visualizará la distribución de una o más variables a través de esa línea en un tiempo y profundidad dados. La opción de dibujar se encuentra en la esquina superior izquierda del mapa, bajo el nombre “Dibujar transecta”.
Por ejemplo, si queremos visualizar una transecta a través del mar interior de Chiloé de temperatura y la salinidad a 10 metros de profundidad el día lunes 15 de enero a las 21 horas, debemos seguir los siguientes pasos (ver Figura 7):
- Seleccionamos la opción transecta.
- Establecemos la variable de temperatura y salinidad.
- Elegimos la profundidad que nos interesa, en este caso 10m.
- Y en el mapa, seleccionamos “dibujar transecta”. Esto convierte el puntero en un lápiz que va trazando una línea en el mapa con cada clic derecho que se haga sobre él. Para finalizar, hacemos doble clic con botón derecho para terminar de dibujar. Este proceso puede tardar unos segundos, puesto que implica realizar cálculos para generar la figura.
Finalmente tenemos la distribución de salinidad y temperatura en esa línea, en función de la distancia desde el punto inicial, sin embargo, al posarse el cursor sobre las líneas, este entrega información de la posición y el valor de la variable.
Este proceso puede tardar unos segundos, puesto que implica realizar cálculos para generar la figura.Finalmente tenemos la distribución de salinidad y temperatura en esa línea, en función de la distancia desde el punto inicial, sin embargo, al posarse el mouse sobre las líneas, este entrega información de la posición y el valor de la variable.
1.3.6 Transecta 2-D
Esta opción, al igual que la sección transecta, permite dibujar sobre el mapa una línea que representa un corte vertical de ella para mostrarnos como se distribuye una variable. La diferencia es que en esta opción, se presenta la distribución de una variable en toda la columna de agua, representando un corte vertical de ella, por lo que solo se puede ver una variable a la vez en un tiempo dado.
Figura 8. Menú de selección de transecta 2-D.
Por ejemplo, si queremos obtener un trazado vertical de la temperatura a través del mar interior de Chiloé para el día lunes 15 de enero a las 21 horas debemos seguir los siguientes pasos (ver Figura 8):
- Seleccionamos la opción transecta 2-D.
- Establecemos la variable de temperatura.
- Elegimos la profundidad que queremos visualizar.
- Y en el mapa, seleccionamos “dibujar transecta”. Con clic botón derecho vamos marcando l os puntos en el mapa, para finalizar el dibujo, doble clic botón derecho.
Finalmente, obtenemos el trazado vertical de la temperatura en nuestra transecta, notar que la batimetría se hace presente. Al igual que en caso de transecta, el trazado requiere calcular todos los puntos, por lo que la consulta podría demorar unos segundos, de no responder se sugiere refrescar la página. Al posar el mouse sobre la figura este entregará información de la variable, profundad y posición.
CONSIDERACIONES
Se debe tener en cuenta que los pronósticos presentados en Chonos corresponden a simulaciones computacionales del estado del mar las cuales en ningún caso buscan una réplica exacta de la realidad (ningún modelo lo hace), sino más bien una aproximación de esta. Es por ello que se debe considerar que los pronósticos presentan errores que son variables dependiendo de la zona. Esta zona en particular supone un gran desafío para la modelación, puesto que la circulación y la distribución del campo de masa (temperatura, salinidad, densidad) responde a la interacción de numerosos forzantes locales, y procesos no lineales, tales como la batimetría, el ingreso de aguas de origen terrestre con mayor boyantes (ríos, lluvias, deshielo), y patrones de viento que cambian de una zona a otra producto de la topografía. El trabajo de evaluación, calibración y validación es constante.
Video tutorial
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