Verificación operativa en AEMET de las salidas de vientos de los modelos HARMONIE y ECMWF en aeropuertos de Andalucía

Abstract

El objetivo de este trabajo es verificar operativamente las herramientas, concretamente los modelos numéricos de predicción, utilizadas por el conjunto de predictores del Grupo de Predicción y Vigilancia de la Agencia Estatal de Meteorología para emitir sus pronósticos de aeropuertos.

A la hora de realizar los pronósticos de aeropuerto, los predictores tienen unas herramientas limitadas para poder llevar a cabo sus predicciones a los distintos aeropuertos. Entre ellas, están las observaciones en los aeropuertos, las imágenes de radar y satélites y las predicciones de los modelos numéricos.

Entre las variables pronosticadas por los modelos, se ha escogido el viento como magnitud de estudio, por su relevancia en las operaciones de despegue y aterrizaje del avión.

Actualmente cada modelo numérico de predicción tiene una serie de características, que lo hace más adecuado para un tipo de pronóstico u otro, dependiendo, sobre todo, del tipo de fenómeno meteorológico que se quiera predecir. Por ello es importante conocer cada modelo para tener claro lo que se puede esperar de ellos.

Para la verificación operativa de los modelos, primero se han recogido los datos correspondientes a las observaciones meteorológicas en los aeropuertos seleccionados, junto con las predicciones de los modelos numéricos. Estos últimos datos, han sido posible recogerlos gracias a un convenio entre la Escuela Superior de Ingenieros y AEMET, el cual ha permitido realizar un periodo de prácticas en la Agencia. Durante este periodo se ha tenido la oportunidad de recopilarlos y analizarlos, puesto que no son de dominio público, junto con la posibilidad de conocer de primera mano el servicio que presta el Grupo de Predicción y Vigilancia al sector aeronáutico.

La verificación ha sido orientada hacia la cantidad de aciertos de cada modelo, estableciendo previamente unos criterios que se debían cumplir para considerar la predicción del mismo como tal. El análisis ha sido dividido en tres partes: una primera, orientada en general a ver la tasa de acierto de cada modelo; una segunda, relacionando la dirección del viento con la cantidad de aciertos; y una última, enfocada hacia los intervalos horarios donde han tenido lugar los mayores porcentajes de coincidencias entre lo observado y lo pronosticado.

Aparte de realizar el análisis conjunto de cada modelo, se ha analizado particularmente cada aeropuerto, buscando sus singularidades en los tres análisis comentados.

Las conclusiones planteadas en el documento arrojan unas primeras suposiciones sobre el comportamiento de los modelos, sin embargo, el periodo de tiempo analizado es corto. Por ello, aunque no es posible establecer patrones concretos, las suposiciones a las que se ha llegado pueden considerarse como las primeras bases de estudios posteriores.

The aim of this work is to verify operatively the tools, specifically the numerical models for weather forecasting, used by the Group of Prediction and Monitoring of the State Meteorological Agency to broadcast its forecasts for airports.

When the Group have to make the airports forecasting, they have limited tools to carry out their predictions to the various airports. Among them, there are the observations in the different airports, radar and satellite images and weather forecast by numerical models.

The numerical models for weather forecasting predict many different variables. Because of its relevance in the most critical airplane operations, take-off and landing, the wind has been chosen as the study-magnitude.

Currently, the features of the different numerical model make each of them particularly suitable for one type of prognosis or another. This depends on the type of weather event to be predicted. Therefore, it is important to understand in depth each model in order to precisely know what can be expected from them.

The first step to be taken in order to operatively verify the models was to collect the non-public domain data from meteorological observations at a selected number of airports along with the predictions of numerical models. This was possible thanks to an agreement between the School of Engineering and AEMET which has allowed a traineeship at the Meteorological Agency. During the two months of this traineeship I have had the opportunity to collect and analyse the before mentioned data.

Verification has been directed to identify the number of hits for each model, previously it has been established a criteria that must be met to consider the prediction of it as correct. The analysis was divided into three parts: a first oriented to detect the success rate of each model; a second, relates the wind direction with the number of hits and a last, focused on finding the time intervals where the percentage of matches between the observed and predicted was the highest.

Apart from the general analysis set for each model, the models have been studied separately for each airport. This way, singularities in the three commented analysis were detected.

The conclusions drawn from the study described in this document generate a first picture on the behavior of the models. Since the period of time analyzed is small, it is not possible to establish specific patterns. However, the assumptions reached, can be considered as basis for further studies.