Acoplamiento de los modelos numéricos WRF-ROMS mediante el método de Schwarz C. A. Conejero* & H. H. Sepúlveda Departamento de Geofísica, Universidad de Concepción, Chile *Correo electrónico: cconejero@udec.cl Diversas áreas de estudios científicos, como la oceanografía y meteorología, requieren de la ayuda de modelos numéricos de alta resolución regional, con presición en los flujos de la capa límite (interfase aire-mar), para el estudio de ciertos eventos. Sin embargo, se requiere de un acoplamiento en ambos sentidos para el análisis de fenómenos energéticos complejos, como los ciclones tropicales o la surgencia costera, donde la mayor dificultad se encuentra en lograr una continuidad entre los flujos de la capa límite. El objetivo de este trabajo, es aplicar un método apropiado para asegurar esta continuidad en los flujos de la solución acoplada (método de Schwarz), mediante el modelo atmosférico WRF (Weather Research and Forecasting) y el modelo oceánico ROMS (Regional Ocean Model System). Los métodos de acoplamiento se pueden clasificar en dos grupos diferentes: - Algoritmos de 1 vía (no hay retroalimentación) - Algortimos de 2 vías (retroalimentación) El método de Schwarz consiste en la integración del modelo atmosférico en una ventana de tiempo, para luego enviar un promedio de los flujos de calor y stress del viento al modelo oceánico. Gracias a esos flujos actualizados, el modelo oceánico se puede integrar. Este proceso se realiza iterativamente hasta la convergencia del método. Una vez logrado esto, se traslada a la siguiente ventana de los modelos para repetir el proceso. La figura 1 representa el método de Schwarz, implementado por Lemarié, 2010. INTRODUCCIÓN METODOLOGÍA CASO DE ESTUDIO La zona de estudio está limitada entre 20°S-35°S y 65°W-95°W, con una resolución de 30 km para cada dominio, representada por la figura 3. Las salidas de cada modelo son generadas cada 3 horas, durante los primeros días de enero del año 2000. La convergencia del acoplamiento se considera mediante 4 iteraciones, como una prueba inicial. Los resultados se presentan en la figura 4 (solo para WRF) que corresponde a una ventana de tiempo acoplada (la inicial). REFERENCIAS - Shchepetkin, A.F and J.C. McWilliams, 2005: The regional oceanic modeling system (roms): a split-explicit, free-surface, topography-following-coordinate oceanic model. Ocean Modelling, 9, 347-404. - Skamarock, W.C. And J.B. Klemp, 2008: A time-split nonhydrostatic atmospheric model for water research and forecasting applications. J.Comp. Phys, 227, 3465-3485. - Lemarié, F., P. Marchesiello, and L. Debreu, (en proceso): Sensitivity of an ocean-atmosphere coupled model to the coupling method: a study of the tropical cyclone erica. Mon. Wea. Rev.. Ambos modelos utilizan una grilla tridimensional, dependiente del tiempo. Resuelven en una escala regional las ecuaciones primitivas (conservación de flujos, masa, etc) a partir de condiciones iniciales y de contorno. En la vertical, utilizan coordenadas sigma. Para más detalle de los modelos, Shchepetkin, 2005 (ROMS) y Skamarock, 2008 (WRF). Las soluciones obtenidas, muestran cómo puede influir un proceso de retroalimentación entre los modelos. La solución acoplada puede incrementar o disminuir la magnitud del resultado obtenido por el modelo sin acoplamiento, haciendolo más, o menos, representativo de lo que sucede en la capa límite. Figura 1. Método de Schwarz. Acopla los modelos WRF-ROMS iteratívamente hasta lograr una convergencia en los flujos de calor y stress del viento. Figura 3. Área de estudio para el acoplamiento de los modelos. Figura 4. Variables de WRF (izquierda a derecha): Temperatura a 2m, viento zonal y viento meridional a 10m. Salidas de WRF (arriba-abajo): WRF, WRF acoplado, Diferencia WRF menos WRF acoplado. Figura 2. Intercambio de flujos de los modelos WRF-ROMS, para lograr la convergencia del método de Schwarz. Wind Stress Heat Fluxes Sea Surface Temperature