Models numèrics


Un model és una representació simplificada de la realitat. Donada la complexitat del sistema és impossible simular-lo totalment en el laboratori, però si que podem trobar unes expressions matemàtiques dels principals processos que intervenen i de les lleis f´físiques que els regeixen. D'aquesta manera s'obtenen una sèrie d'equacions matemàtiques que expressen les principals lleis i processos que intervenen.

L'elaboració d'un model numèric requereix un treball exhaustiu que podem dividir-ho en diverses fases:

a) en primer lloc és necessari escollir les variables o components del sistema que siguin fonamentals per explicar l'evolució del sistema. Aquesta selecció és imprescindible per poder aconseguir un model que sigui utilitzable, ja que un excés de condicionants pot fer excessivament lent el model.
b) després s'han d'escollir aquelles interaccions i fluxos que existeixen entre els components del sistema; s'haurà de tenir molt presents aquells que impliquin la formació de bucles de retroalimentació, ja que determinaran l'estabilitat o inestabilitat del sistema.
c)

el model ha de tenir establertes unes escales de treball espacials i temporals (resolució del model). En aquest sentit es subdivideix l'atmosfera en un seguit de capes verticals, en les quals es mesuren i avaluen les variables, i dintre de cada capa o nivell es tenen en compte també les variacions horitzontals que es presenten mitjançant càlculs en na sèrie de punts. El resultat final és l'obtenció d'una malla o xarxa composta per un seguit d'unitats elementals (cel·les) sobre les que poden treballar-se les variables seleccionades.
La simulació de l'evolució i els canvis del sistema es fragmenta en seqüències temporals (variables segons els models) que permeten el desenvolupament de les equacions matemàtiques a partir de les condicions inicials introduïdes al model.

d) paper fonamental té l'establiment de les condicions inicials del model. Aquest punt és un dels més importants i delicats, doncs quan millor siguin les condicions inicials, millors seran els resultats que obtinguem al fer córrer el model.
e) el cinquè pas és la posada en funcionament del model un cop introduïdes les condicions inicials i determinades les equacions que relacionen a les diferents variables i el temps. L'ordinador comença a realitzar els càlculs, s'està fent córrer el model.
f) finalment caldrà realitzar la comprovació que els resultats obtinguts tenen una bondat correcta. Sempre podrem realitzar modificacions per tal d'aconseguir una millora en aquesta bondat.

Davant la necessitat de contemplar moltes interaccions, però de forma que no carreguem en excés els càlculs a realitzar, s'utilitzen parametritzacions, o sigui l'establiment d'un coeficient que representi el procés a tenir en compte, que pugui ser introduït a les equacions de manera que no les faci més lentes.

Els resultats obtinguts de fer córrer els models són una sèrie de productes que analitzen les condicions inicials de la o les variables escollides i, a més, donen una sèrie de resultats per a certs temps determinats ( minuts, hores, dies, ...). Tots aquests resultats són consultables sota la aparença de mapes de simulació. Davant d'aquests mapes el primer que cal tenir present és què representa, a partir de quan s'ha fet córrer el model, i per a quan es vàlid.

A les diferents pàgines de meteorologia que podem trobar a internet, podem consultar mapes meteorològics fets a partir de models numèrics.

Pàgina web
Models
   InfoMet MASS, MASS-WAM, HIRLAM, AVN, GME, ECMWF, UKMO, DWD
   Meteocat Global Modell (DWD), MASS, WAM (onatge)
   INM HIRLAM, CEPPM
   MeteoSort DWD, MetOffice
   UnicornMeteo AVN, HIRLAM, MASS, MetOoffice, FRENTES, USAF

 

 
Material tret de:
         CUADRAT, José Mª i PITA, Mª Fernanda (1997).- Climatologia. Ediciones Cátedra. Madrid