Modelado y análisis de Datos Meteoceanográficos
Los datos de variables meteoceanográficas son necesarios para multitud de aplicaciones (obras ingenieriles, gestión del territorio, evaluación de riesgos. Los datos pueden proceder de observaciones medidas o ser generados mediante el empleo de modelos numéricos. Ambas fuentes de datos, sin embargo, requieren de un análisis previo (por ejemplo, control de calidad de medidas, análisis de la sensibilidad del modelo, validación de datos simulados).
En IHCantabria desarrollamos metodologías para la generación de bases de datos meteoceanográficas, a escala global, regional y local, y con alta resolución espacial y temporal. Las bases de datos pueden aportar información histórica, sobre el clima presente (nowcast, forecast), o futuro (proyecciones climáticas). En general, las bases de datos desarrolladas cubren periodos de tiempo de, al menos, 30 años y disponen de una resolución horaria, lo que permite su uso para estudios de caracterización climática.
En IHCantabria tenemos una amplia experiencia en el desarrollo de bases de datos met-oceánicas. En particular para las variables oleaje, nivel del mar, corrientes marinas, viento, y caudales. Para su modelado siempre se revisa y utilizan los modelos del estado del arte, aplicando una configuración personalizada del modelo. Además, sobre las bases de datos simuladas siempre realizamos un ejercicio de validación frente a observaciones. Toda la información relativa a los datos generados meteo-oceanográficos la documentamos siempre a través de informes técnicos o publicaciones científicas.
Metodología
Recopilación de las bases de datos
La generación de datos meteoceanográficos requiere de un estudio en la zona de estudio sobre las medidas instrumentales disponibles (in-situ o remotas), batimetría, orografía, línea de costa, bases de datos previas, etc. Esta información es indispensable para el diseño del método a emplear para generar nuevos datos.
Recopilación de las bases de datos
La generación de datos meteoceanográficos requiere de un estudio en la zona de estudio sobre las medidas instrumentales disponibles (in-situ o remotas), batimetría, orografía, línea de costa, bases de datos previas, etc. Esta información es indispensable para el diseño del método a emplear para generar nuevos datos.
Modelado numérico
El desarrollo de bases de datos requiere, en la mayoría de los casos, del empleo de modelos numéricos. Trabajamos con modelos numéricos ampliamente utilizados por la comunidad científica en el estado del arte (atmosféricos, hidrodinámicos, etc). La selección y configuración del modelo está condicionada por los requisitos (resolución espacial, modelado 3D, etc) del producto de base de datos objetivo.
Modelado numérico
El desarrollo de bases de datos requiere, en la mayoría de los casos, del empleo de modelos numéricos. Trabajamos con modelos numéricos ampliamente utilizados por la comunidad científica en el estado del arte (atmosféricos, hidrodinámicos, etc). La selección y configuración del modelo está condicionada por los requisitos (resolución espacial, modelado 3D, etc) del producto de base de datos objetivo.
Validación de los datos
Siempre que se simulan las condiciones meteoceanográficas es necesario evaluar la fiabilidad y calidad de los datos generados, tanto para representar condiciones medias como extremas. Por ello, hemos desarrollado metodologías estadísticas específicas, para validar y también para corregir, bases de datos simuladas.
Validación de los datos
Siempre que se simulan las condiciones meteoceanográficas es necesario evaluar la fiabilidad y calidad de los datos generados, tanto para representar condiciones medias como extremas. Por ello, hemos desarrollado metodologías estadísticas específicas, para validar y también para corregir, bases de datos simuladas.
Áreas de especialización
Modelado numérico de las condiciones atmosféricas
Uso de modelos modelos regionales con el objetivo particular de reconstruir las condiciones meteorológicas en la parte inferior de la troposfera (primeros 250 metros de altitud). Especialización en la simulación de las condiciones atmosféricas sobre la costa y medio marino.
Modelado numérico de las condiciones del oleaje a escala global, regional y local
Para ello se emplean diferentes modelos de generación y propagación del oleaje. Este modelado incluye, la simulación del oleaje en aguas abiertas, la propagación y disipación del oleaje en la zona de rotura próxima a costa, o la simulación específica de eventos extremos (temporales marítimos, huracanes).
Modelado numérico de las condiciones de nivel del mar
Las variaciones de nivel del mar requieren de un conocimiento de la contribución de sus distintas componentes (por ejemplo, marea astronómica, cambios en el nivel por agentes atmosféricos u oceanográficos). Para la reconstrucción de estas dinámicas marinas se emplean diversos modelos hidrodinámicos regionales.
PROYECTOS RELEVANTES
Gestión de riesgos costeros por inundación en el estado de Santa Catarina, Brasil
El alcance de este proyecto es la generación de las bases de datos de dinámicas met-oceánicas, tanto históricas como de proyecciones de cambio climático, y el desarrollo y aplicación de una metodología para realizar estudios de alta resolución de impactos de inundación en un tramo de la costa de Santa Catarina, Brasil.
Modelos de marea metereológica para análisis de riesgo de inundaciónen la costa este de Estados Unidos (Guy Carpenter, 2018)
El objetivo de este trabajo es analizar la sensibilidad de las alturas de inundación obtenidas al simular los huracanes Wilma, en Octubre de 2005, e Irma, en Septiembre de 2017, ante diferentes configuraciones numéricas del modelo ADCIRC+SWAN y a los parámetros de entrada (forzamientos, batimetría, fricción por fondo etc.). El área de estudio se centra en el suroeste de la península de Florida, con atención espacial a las costas de los condados de Sarasota, Charlotte, Lee, Collier y Monroe. Los resultados obtenidos forman parte del archivo de inundaciones por huracanes producido por diferentes centros, lo cual permite al cliente optimizar sus inversiones.
Gestión de riesgos costeros por inundación en el estado de Santa Catarina, Brasil
El alcance de este proyecto es la generación de las bases de datos de dinámicas met-oceánicas, tanto históricas como de proyecciones de cambio climático, y el desarrollo y aplicación de una metodología para realizar estudios de alta resolución de impactos de inundación en un tramo de la costa de Santa Catarina, Brasil.
Modelos de marea metereológica para análisis de riesgo de inundaciónen la costa este de Estados Unidos (Guy Carpenter, 2018)
El objetivo de este trabajo es analizar la sensibilidad de las alturas de inundación obtenidas al simular los huracanes Wilma, en Octubre de 2005, e Irma, en Septiembre de 2017, ante diferentes configuraciones numéricas del modelo ADCIRC+SWAN y a los parámetros de entrada (forzamientos, batimetría, fricción por fondo etc.). El área de estudio se centra en el suroeste de la península de Florida, con atención espacial a las costas de los condados de Sarasota, Charlotte, Lee, Collier y Monroe. Los resultados obtenidos forman parte del archivo de inundaciones por huracanes producido por diferentes centros, lo cual permite al cliente optimizar sus inversiones.
Análisis de recursos para parques eólicos offshore en Europa y Estados Unidos
Hemos trabajado para diferentes compañías eléctricas con el fin de generar y analizar la información sobre el viento marino en parques eólicos offshore en cualquiera de sus fases (prediseño, construcción, mantenimiento, etc). Para ello se generan bases de datos históricas de variables atmosféricas y marinas con alta resolución sobre zonas offshore objetivo, una validación frente a medidas in-situ y análisis estadístico siguiendo las normas internacionales. Las zonas de estudio incluyen el Mar del Norte, costa francesa y española atlántica, y los estados al norte de la costa oeste de EEUU entre otros.
Estudio de Tifones y Tsunamis para el viaducto Cebu – Cordova, Filipinas (SENER, 2018)
El objetivo de este trabajo es proporcionar parámetros de diseño relativos al viento, oleaje y las storm surge ocasionados por ciclones tropicales para los estudios de ingeniería de detalle de la autopista Cebú-Cordova. Para ello se ha empleado una aproximación probabilística basada en la generación de miles de ciclones sintéticos, cuyos campos de viento y presión han sido utilizados como forzamiento de modelos hidrodinámicos y de oleaje de forma acoplada. El enfoque empleado ha permitido resolver las complejas interacciones entre el oleaje, nivel del mar y corrientes, fundamentales para la correcta determinación de los niveles del mar y los oleajes de diseño para esta importante infraestructura.
Análisis de recursos para parques eólicos offshore en Europa y Estados Unidos
Hemos trabajado para diferentes compañías eléctricas con el fin de generar y analizar la información sobre el viento marino en parques eólicos offshore en cualquiera de sus fases (prediseño, construcción, mantenimiento, etc). Para ello se generan bases de datos históricas de variables atmosféricas y marinas con alta resolución sobre zonas offshore objetivo, una validación frente a medidas in-situ y análisis estadístico siguiendo las normas internacionales. Las zonas de estudio incluyen el Mar del Norte, costa francesa y española atlántica, y los estados al norte de la costa oeste de EEUU entre otros.
Estudio de Tifones y Tsunamis para el viaducto Cebu – Cordova, Filipinas (SENER, 2018)
El objetivo de este trabajo es proporcionar parámetros de diseño relativos al viento, oleaje y las storm surge ocasionados por ciclones tropicales para los estudios de ingeniería de detalle de la autopista Cebú-Cordova. Para ello se ha empleado una aproximación probabilística basada en la generación de miles de ciclones sintéticos, cuyos campos de viento y presión han sido utilizados como forzamiento de modelos hidrodinámicos y de oleaje de forma acoplada. El enfoque empleado ha permitido resolver las complejas interacciones entre el oleaje, nivel del mar y corrientes, fundamentales para la correcta determinación de los niveles del mar y los oleajes de diseño para esta importante infraestructura.
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MELISA MENÉNDEZ GARCÍA
Investigadora || Experta en Caracterización Climática
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