Evaluación del desempeño del modelo de circulación global CAM3 sobre el territorio de Colombia y sus zonas de influencia, usando el período retrospectivo 1971 - 2000

Abstract

El desempeño del componente atmosférico del modelo acoplado CCSM3 (CAM3), para representar las condiciones climáticas típicas del territorio colombiano y sus zonas de in fluencia es evaluado, usando el período de tiempo 1971-2000 como referencia. Como se trata de evaluar un modelo de muy baja resolución (T42L26, aprox. 2:8x2:8o) para condiciones regionales, el problema se abordó mediante una metodología no convencional por dos aspectos principales: el primero, es que evade la problemática proveniente de las interpolaciones y extrapolaciones necesarias para la comparación de campos meteorológicos, y segundo no se aplican las métricas convencionales de verificación como RMSE, ME, etc., a las series de tiempo de las variables meteorológicas, para la escala local. La metodología implementada básicamente consiste en asociar la climatología regional (precipitación) a las condiciones climáticas de gran escala in fluyentes para el territorio colombiano, de tal manera que la evaluación del modelo no se basa en información de referencia de valores puntuales, ni promedios regionales, es decir en información con escala espacial de diferente orden, sino de escala similar. La asociación entre la pequeña y gran escala se realizó mediante la de implementación del algoritmo de redes neuronales competitivas, “Self - organizing maps" (SOM), la cual permitió generar una pseudo-climatología de gran escala para el territorio de Colombia. Se obtiene como principal conclusión que los sistemas atmosféricos presentados por el Reanalysis NCEP/NCAR sobre el área de estudio, tal como: la corriente en chorro, de bajos y altos niveles, los sistemas anticiclónicos subtropicales y la ITCZ; son en general representados por el modelo CAM3 y con un desplazamiento latitudinal acorde con los períodos estacionales. También se concluye que la variable que mejor explica las condiciones favorables para el desarrollo de sistemas convectivos en el territorio de Colombia es la humedad relativa superior al 90%, estimada a partir de su promedio entre los niveles de 1000mb y 700mb. No obstante, al entrar en detalle, estas condiciones favorables se ven bastante afectadas en el desempeño del modelo CAM3, respecto a la referencia, por la escasa humead relativa y pequeñas velocidades de ascenso, en especial en norte de Colombia. / Abstract. The performance of atmospheric component of CCSM3 coupled model (CAM3) to represent the climatic conditions typical of Colombian territory and their areas of influence is evaluated, using the time period 1971-2000 as reference. As it comes to evaluating a model of very low resolution (T42L26, aprox. 2:8x2:8o) to regional conditions, the problem was approached by unconventional methodology two main aspects: the first is that it evades the problem from the interpolations and extrapolations necessary for the comparison of meteorological fields, and seconds are not applied conventional verification metrics such as RMSE, ME, etc.., to the time series of meteorological variables to the local level. The methodology basically consists of associating the regional climate (precipitation) to large-scale weather influential Colombian territory, so that the evaluation of the model is based on information from reference point values, or averages, is that information with spatial scale in a different order, but of similar scale. The association between small and large scale was made by the implementation of competitive neural network algorithm, "Self – Organizing Maps"(SOM), which allowed the generation of a pseudo-climatology of large-scale for the territory of Colombia. Main conclusion is obtained as the weather systems presented by the Reanalysis NCEP / NCAR for the study area, such as the jet stream, low and high, subtropical anticyclones systems and the ITCZ, are generally represented by the CAM3 model and a latitudinal shift in line with the seasonal periods. It is also concluded that the variable that best explains the conditions for the development of convective systems in the territory of Colombia is the relative humidity above 90%, estimated from its average levels between 700mb and 1000Mb. However, these favorable conditions are quite involved in the CAM3 model performance with respect to the reference, for the low relative humidity small ascent rates, especially in northern Colombia.