Download “La directiva de inundaciones”

“La directiva de inundaciones”
La información meteorológica y climática
Antonio Mestre
Área de Climatología y Aplicaciones Operativas
AEMET
Esquema presentación
•
Los sistemas meteorológicos que pueden dar lugar a inundaciones en
España: las escalas espaciales y temporales.
•
Previsión y alerta temprana
•
•
La vigilancia meteorológica/climática a distintas escalas.
La predicción de las precipitaciones intensas a distintas escalas de
tiempo.
•
Evaluación del Riesgo Climático
•
•
La caracterización climática y el análisis de riesgos.
El Cambio Climático: La evolución futura del riesgo de precipitaciones
intensas.
Las precipitaciones intensas:
escalas espaciales y temporales
características
•
Las escalas espaciales y temporales y las distribuciones espacio-temporales
de los campos de precipitación característicos de los sistemas meteorológicos
que pueden dar origen a estos fenómenos extremos determinan la información
de base a utilizar en los análisis de riesgos climáticos y las técnicas de
estimación y predicción que permiten avisas anticipadamente del riesgo de
posibles inundaciones.
•
En España, a estos efectos se debe distinguir “grosso modo” entre la fachada
atlántica y las regiones de la vertiente mediterránea.
•
Fachada Atlántica:
•
Los temporales atlánticos asociados a perturbaciones de escala sinóptica son
los que producen las precipitaciones más intensas. Se acumulan en períodos
de varios días y afectan a áreas extensas, el efecto orográfico es muy
importante produciendo reforzamiento de las precipitaciones en laderas
orientadas al sur y oeste.
Las precipitaciones intensas:
escalas espaciales y
temporales características
Vertiente Mediterránea:
•
Sistemas Convectivos de Mesoscala (SCM): estructura nubosa formada
por un conjunto de focos convectivos conformando un área de
precipitación de diámetro superior a 100 Km y con duración media de 9-12
horas, siendo los de mayor tamaño los de mayor duración.
•
Lluvias cálidas: Están asociadas a sistemas nubosos de naturaleza
convectiva, pero sin convección profunda, son más someros en su
desarrollo vertical, tienen un tamaño más reducido que los SCM y
producen precipitaciones intensas y persistentes con fuerte realce
orográfico.
•
Supercélulas: Son estructuras convectivas muy evolucionadas, se pueden
definir como tormentas con un largo ciclo de vida, con abundancia de
fenómenos como lluvias intensas de corta duración, granizo de gran
tamaño, rachas muy fuertes de viento y posibilidad de tornados.
•
Tormentas locales: Se trata de núcleos convectivos de menor tamaño, no
superior a pocas decenas de Kms y ciclo de vida de en torno a 1 hora,
pero que pueden desarrollar grandes intensidades de precipitación
(100 mm o más en 1 hora).
complejidad de la variable
precipitación
•
En relación con la estimación de la precipitación:
•
Limitada densidad de las redes a las que se accede en tiempo real y Complejidad estructural
de los campos de precipitación.
Precisión limitada de las propias medidas puntuales.
•
•
Los requerimientos de densidad de observación que, para una precisión equivalente en la
estimación de la precipitación, son bastante mayores que para cualquier otra variable
meteorológica básica. (Si se desea explicar el 90% de la varianza espacial de la variable se
requiere un espaciamiento medio entre puntos de unos 5 Km. en precipitación diaria).
•
Diversidad de técnicas de estimación, todas ellas con una considerable incertidumbre:
basadas datos puntuales (deterministas, estocásticas: kriging); que incorporan información
externa invariante; técnicas de estimación condicionadas al “tipo de tiempo”; técnicas que
incorporan datos de teledetección ( radar, satélite)...
•
En relación con la predicción cuantitativa.
»
•
La gran variabilidad espacial y temporal de los campos de precipitación, especialmente en
precipitaciones convectivas, que son las que en general dan lugar en España a las
precipitaciones más intensas.
•
Las dificultades de los modelos para predecir la precipitación (ocurrencia/cantidad) por: Falta
de datos (o limitaciones de los mismos) en áreas de gran importancia: océano Atlántico.
Procesos atmosféricos no lineales; aproximaciones en la física de los modelos;
parametrización de la convección en los modelos operativos; parametrización de la microfísica
en modelos alta resolución. Los modelos numéricos de predicción del tiempo simulan/predicen
la variable precipitación de forma menos precisa que otras variables: temperatura, viento,
humedad,…
La vigilancia del clima en
tiempo real:
Red de Estaciones
Automáticas de AEMET
Vigilancia en tiempo cuasi-real
La predicción de la
precipitación
(corto/medio plazo)
•
La predicción de las variables meteorológicas básicas:
•
Los Modelos Numéricos de Predicción atmosféricos son la herramienta
fundamental dentro del proceso de predicción meteorológica.
•
Los MNP permiten simular y predecir el comportamiento de la atmósfera y
de sus variables meteorológicas.
•
Los MNP parten de las condiciones iniciales observadas (no perfectas),
resuelven las ecuaciones de la dinámica de la atmósfera:
a) de forma explícita
b) “de forma aproximada”, a través de esquemas que simulan mediante
ecuaciones realtivamente sencillas procesos complejos (convección,
nubes…etc,)
•
•
La predicción de la
precipitación
( corto/medio plazo)
• Modelos
deterministas:
• Modelos probabilistas
Modelo
Resolución
Espacial y
temporal
Actualización
Alcance
temporal
CEPPM
(Global)
16 Km.
3-6 horas
Cada 12 horas
10 días
HIRLAM 0,16
16 Km.
3-6 horas
Cada 6 horas
3 días
HIRLAM 0, 05
5 Km.
1 hora
Cada 6 horas
36 horas
HARMONIE
2,5 Km.
1 hora
Cada 6 horas
36 horas
Modelo
Resolución
Espacial
Actualización
Alcance
temporal
EPS
(Global)
32 Km.
51 miembros
Cada 12 horas
15 días
SREPS
25 Km.
20 miembros
Cada 6 horas
3 días
GLAMEPS
5 Km.
54 miembros
Cada 6 horas
54 horas
El modelo HARMONIE no hidrostático incluye 6 variables de pronóstico para los
procesos húmedos: vapor de agua, agua líquida, cristales de hielo, lluvia, nieve y nieve
granulada o granizo. Esta versión se ejecuta diariamente en modo experimental en
AEMET sobre el área de la península Ibérica y Baleares a 2,5km de resolución y 65
niveles en la vertical.
La predicción a corto plazo:
productos experimentales
TIEMPO/ALCANCE
Modelo HIRLAM 0,05º H+36
Modelo HIRLAM 0,16º H+48
Modelo CEPMP
H+240
En la BDDP se utiliza el mejor modelo para cada rango de predicción.
La información se facilita en formato “grib” y rejilla de 0,05º
Algunas de las variables disponibles actualmente en
la BDDP.
Prob .Precipitación >= 0,5 mm 06 /05/2014
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Dirección del viento a 10m
Fuerza del viento a 10m
Rachas de viento a 10m
Intensidad de precipitación
Probabilidad de tormentas
Probabilidad de precipitación >0
Probabilidad de precipitación >5mm
Probabilidad de precipitación >10mm, …… >20mm..
…>
Probabilidad de precipitación> 80mm
La predicción cuantitativa
de la precipitación
(el corto plazo)
La predicción de las precipitaciones intensas: el
medio plazo y las predicciones probabilistas
La predicción de las precipitaciones intensas:
el medio plazo y las predicciones probabilistas
La evolución temporal de la calidad
de las predicciones de precipitación
La predicción de la
precipitación a escala
estacional
• La atmósfera es caótica y por tanto las predicciones (a
todas las escalas!!) vienen afectadas por incertidumbres.
• En el caso de la predicción estacional su fiabilidad depende
fuertemente de las regiones del mundo de que trate, de las
variables, de las estaciones, del estado del ENSO, …
• En general hay poca predecibilidad (comparada con
corto/medio plazo), siendo especialmente escasa en latitudes
medias y sólo apreciable para ciertas ventanas de
oportunidad
• Hay muchas fuentes distintas de información que hay que
combinar de forma óptima. La información es probabilística
La predicción de la precipitación
a escala estacional
Evaluación del riesgo climático de
precipitaciones intensas
Requiere el análisis de datos de diversas variables, en particular precipitaciones máximas
registradas sobre distintos intervalos de tiempo, así como la evaluación de precipitaciones
medias areales sobre superficies de extensión variable.
Métodos basados en un enfoque estadístico frecuencial: sencillos de aplicar al sólo requerir
datos locales y con la ventaja de poder usar las técnicas de ajuste en las colas de las
distribuciones, en el tratamiento de muestras pequeñas y en la regionalización y tratamiento
espacial de la información pero hipótesis de partida restrictivas (series largas y a la vez
estacionarias, necesidad de extrapolar…).
Métodos alternativos de tipo físico: Basados en el análisis detallado de los mecanismos
físicos que producen las precipitaciones intensas, en la descomposición de un episodio de
lluvias intensas según factores meteorológicos y en la posterior recombinación de estos
episodios, de modo que se agrupen del modo “pésimo”.
Tienen coherencia física y se puede introducir tendencias en las variables climáticas
básicas. Pero son complejos y tiene amplios requerimientos de información meteorológica.
Tendencias en las series de
precipitaciones intensas (máximas
anuales)
Evolución futura de la frecuencia de
precipitaciones intensas
La incertidumbre en las proyecciones de precipitación es mayor que para otras variables.
Esta incertidumbre es aún mayor para extremos de precipitación dado que la frecuencia,
distribución e intensidad de las precipitaciones intensas no es bien simulada por los
modelos climáticos.
SREX, IPCC (2012). Es probable que la frecuencia de las precipitaciones intensas o la
proporción de precipitación que se produce en estos eventos se incremente a lo largo del
sigo XXI en muchas regiones del globo, especialmente en altas latitudes y en regiones
tropicales, y en invierno en latitudes medias-altas.
El cambio de la capacidad de transporte de humedad en la atmósfera puede resultar en
una mayor frecuencia de precipitaciones intensas, incluso en regiones en las que la
precipitación media tienda a disminuir.
Es probable que (para un amplio rango de escenarios de emisiones (B1, A1B, A2)) el actual
valor de la precipitación para un período de retorno de 20 años sea equivalente a finales
del siglo XXI a uno de 5-15 años de período de retorno y que en la mayor parte de las
regiones los escenarios de mayores emisiones (A1B and A2) conduzcan a mayores
disminuciones en las proyecciones de los períodos de retorno.
Hay una confianza media en las tendencias futuras de las precipitaciones intensas en
Europa debido a las señales parcialmente inconsistentes entre estudios distintos para
regiones diversas, especialmente en verano. Estas incertidumbres son mayores en
conjunto en el sur de Europa y en la región Mediterránea donde las tendencias tienen baja
confianza.
Comparación entre resultados de diversos
proyectos: CMIP3/CMIP5/MRI
• La dispersion entre
proyecciones de precipitación
es aún sustancial debido en
parte a la gran variabilidad
natural (NAO y AMO), y a las
limitaciones inherentes a los
modelos.
•Los modelos apuntan a que
es probable que la
precipitación disminuya en el
Mediterráneo.
Escenarios de precipitación en España
(PNACC)
(Mestre et al 2014)
CMIP3 +DS
Escenarios de CC sobre España: por
regiones, métodos de disminución de
escala, distintos proyectos…
Cambio en los períodos de retorno de las precipitaciones (SREX)
Cambios proyectados de los períodos de
retorno de la precipitación diaria tomando
como referencia el valor del período de
retorno de 20 años con datos de finales del
siglo XX (1981–2000).
14 GCMs CMIP3.
Se aprecia un nivel bajo de confianza
en estos cambios RV20HP para la
Europa Mediterránea
Proyecciones de cambio en los períodos de
retorno de precipitaciones intensas.
(Amblar & Ramos 2014)
Intervalos de confianza
muy amplios para los
valores previstos de
períodos de retorno en el
futuro.
Cambio en el porcentaje de días con Prec>P95 (SREX)
Cambio en el valor de la Prec (mm) correspondiente al P95
(PNACC)
14 GCMs CMIP3.
Conclusiones
•
Se ha avanzado en la comprensión de los procesos que dan lugar a los sistemas
meteorológicos que pueden dar lugar a inundaciones, a efectos de su predicción a
diversas escalas de tiempo, pero aún existe un campo de mejora especialmente en las
escalas muy cortas y en un sentido contrario en las escalas de medio
plazo/mensual/estacional.
•
La vigilancia meteorológica en el muy corto/corto/medio plazo y los avances en la física y
resolución de los modelos de predicción numérica del tiempo permiten disponer de aviso
anticipado de situaciones que pueden dar lugar a inundaciones y desarrollar sistemas de
alerta temprana.
•
Ello requiere la plena coordinación operativa entre distintos Organismos así como una
buena distribución espacial de las redes de observación meteorológica y una mayor
integración de datos procedentes de distintas fuentes, y de integración de redes.
•
En el medio plazo y en el plazo mensual/estacional es importante el desarrollo y uso en la
toma de decisiones de predicciones con un enfoque probabilista.
•
Los análisis climáticos de riesgo de precipitaciones intensas constituye una información
básica en la aplicación de la directiva de inundaciones.
•
Las proyecciones de precipitaciones intensas derivadas de los modelos de predicción del
clima indican que pued haber a nivel global cambios en la frecuencia de inundaciones,
pero el nivel de confianza de estas proyecciones es bajo, en particular en la Europa
mediterránea.
¡¡Gracias ¡¡