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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo D6 - Diagnóstico de Ondas y Circulación
El modelo conceptual busca comprender los mecanismos que dan origen a un comportamiento, y describirlos de la forma más simple posible. Para eso, el comportamiento se segmenta en temas (grupos): cada uno identifica los objetos o variables que participan —tanto en su funcionamiento normal como en sus posibles anomalías o desviaciones— y describe, mediante verbos, la forma en que esos objetos interactúan entre sí. El resultado es lo que llamamos una red semántica: la estructura con la que representamos y comunicamos el modelo conceptual, antes de introducir ecuación alguna.
ID:4921
Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Campos tridimensionales de entrada
Cómo los campos tridimensionales observados o modelados de viento, temperatura y presión constituyen la entrada común de las técnicas de diagnóstico de ondas y circulación.
Grupo 2: Grupo 2: Análisis espectral Wheeler–Kiladis
Cómo la descomposición espacio-tiempo por escala espacial y periodo temporal separa modos de ondas ecuatoriales coexistentes dentro de los mismos campos convectivos y dinámicos.
Grupo 3: Grupo 3: Vectores de Eliassen–Palm
Cómo los vectores de Eliassen–Palm diagnostican el transporte y la disipación de ondas de Rossby y de gravedad en latitud-altura.
Grupo 4: Grupo 4: Divergencia EP y flujo zonal medio
Cómo la divergencia de los vectores EP cuantifica la aceleración o desaceleración ejercida por las ondas sobre el flujo zonal medio y conecta con fenómenos de circulación estratosférica y polar.
Grupo 5: Grupo 5: Inversión de vorticidad potencial cuasi-geostrófica
Cómo un campo de vorticidad potencial permite reconstruir viento y temperatura y separar el equilibrio dinámico del flujo de fondo de las perturbaciones ondulatorias.
Grupo 6: Grupo 6: Diagnóstico de omega
Cómo los campos observables de viento y temperatura permiten inferir el movimiento vertical en coordenadas de presión que no se mide directamente.
Grupo 7: Grupo 7: Síntesis de estructuras dinámicas
Cómo los cuatro diagnósticos convergen en la identificación de estructuras dinámicas que controlan tiempo y clima desde escalas sinópticas hasta planetarias.
ID:1792
Grupo 1: Grupo 1: Campos tridimensionales de entrada
Descripción
Cómo los campos tridimensionales observados o modelados de viento, temperatura y presión constituyen la entrada común de las técnicas de diagnóstico de ondas y circulación.
Pregunta clave: ¿qué campos observados o modelados alimentan todos los diagnósticos y qué contienen?
Cómo los campos tridimensionales observados o modelados de viento, temperatura y presión constituyen la entrada común de las técnicas de diagnóstico de ondas y circulación. El diagnóstico de ondas y circulación aplica técnicas analíticas a los campos tridimensionales de viento, temperatura y presión que entregan los reanálisis, los modelos de predicción numérica del tiempo o las propias radiosondas, con el fin de identificar, cuantificar y predecir los patrones de flujo de gran escala y la actividad de las ondas atmosféricas que viajan dentro de ellos. Así, las cuatro técnicas del diagnóstico de ondas y circulación —el análisis espectral espacio-tiempo de Wheeler-Kiladis, los vectores de Eliassen-Palm, la inversión de la vorticidad potencial cuasi-geostrófica y el diagnóstico de omega— parten todas de los mismos campos tridimensionales de viento, temperatura y presión, y todas persiguen el mismo resultado: identificar las estructuras dinámicas que controlan el tiempo y el clima, ya sea a la escala de un sistema sinóptico de unos pocos días o a la escala planetaria de semanas y meses. Una tercera técnica, la inversión de la vorticidad potencial cuasi-geostrófica, permite reconstruir los campos de viento y de temperatura a partir de un único campo, el de la vorticidad potencial, y de paso separa dentro de ese campo el equilibrio dinámico del flujo de fondo de las perturbaciones ondulatorias que se propagan sobre él.
ID:2882
Grupo 2: Grupo 2: Análisis espectral Wheeler–Kiladis
Descripción
Cómo la descomposición espacio-tiempo por escala espacial y periodo temporal separa modos de ondas ecuatoriales coexistentes dentro de los mismos campos convectivos y dinámicos.
Pregunta clave: ¿cómo se separan los modos de ondas ecuatoriales coexistentes por escala espacial y periodo?
Cómo la descomposición espacio-tiempo por escala espacial y periodo temporal separa modos de ondas ecuatoriales coexistentes dentro de los mismos campos convectivos y dinámicos. Una de estas técnicas, el análisis espectral espacio-tiempo de Wheeler-Kiladis, descompone los mismos campos convectivos y dinámicos según la escala espacial y el periodo temporal de cada componente que los forma, y esa descomposición es lo que permite separar, dentro del mismo campo, los distintos modos de ondas ecuatoriales: las ondas de Kelvin, las ondas de Rossby y las ondas mixtas. Así, las cuatro técnicas del diagnóstico de ondas y circulación —el análisis espectral espacio-tiempo de Wheeler-Kiladis, los vectores de Eliassen-Palm, la inversión de la vorticidad potencial cuasi-geostrófica y el diagnóstico de omega— parten todas de los mismos campos tridimensionales de viento, temperatura y presión, y todas persiguen el mismo resultado: identificar las estructuras dinámicas que controlan el tiempo y el clima, ya sea a la escala de un sistema sinóptico de unos pocos días o a la escala planetaria de semanas y meses. El diagnóstico de ondas y circulación aplica técnicas analíticas a los campos tridimensionales de viento, temperatura y presión que entregan los reanálisis, los modelos de predicción numérica del tiempo o las propias radiosondas, con el fin de identificar, cuantificar y predecir los patrones de flujo de gran escala y la actividad de las ondas atmosféricas que viajan dentro de ellos.
ID:2883
Grupo 3: Grupo 3: Vectores de Eliassen–Palm
Descripción
Cómo los vectores de Eliassen–Palm diagnostican el transporte y la disipación de ondas de Rossby y de gravedad en latitud-altura.
Pregunta clave: ¿cómo se diagnostican el transporte y la disipación de ondas en latitud-altura?
Cómo los vectores de Eliassen–Palm diagnostican el transporte y la disipación de ondas de Rossby y de gravedad en latitud-altura. Otra de estas técnicas, los vectores de Eliassen-Palm, es el diagnóstico estándar para seguir el transporte y la disipación de las ondas de Rossby y de las ondas de gravedad a lo largo del plano que va de una latitud a otra y de una altura a otra. La divergencia de estos vectores de Eliassen-Palm mide cuánto aceleran o desaceleran esas mismas ondas al flujo zonal medio que las transporta, y esa medición es crítica para entender tres fenómenos distintos: el calentamiento súbito estratosférico, la circulación de Brewer-Dobson y la formación del chorro polar. Así, las cuatro técnicas del diagnóstico de ondas y circulación —el análisis espectral espacio-tiempo de Wheeler-Kiladis, los vectores de Eliassen-Palm, la inversión de la vorticidad potencial cuasi-geostrófica y el diagnóstico de omega— parten todas de los mismos campos tridimensionales de viento, temperatura y presión, y todas persiguen el mismo resultado: identificar las estructuras dinámicas que controlan el tiempo y el clima, ya sea a la escala de un sistema sinóptico de unos pocos días o a la escala planetaria de semanas y meses.
ID:2884
Grupo 4: Grupo 4: Divergencia EP y flujo zonal medio
Descripción
Cómo la divergencia de los vectores EP cuantifica la aceleración o desaceleración ejercida por las ondas sobre el flujo zonal medio y conecta con fenómenos de circulación estratosférica y polar.
Pregunta clave: ¿cómo se cuantifica el efecto de las ondas sobre el flujo zonal medio y sus consecuencias?
Cómo la divergencia de los vectores EP cuantifica la aceleración o desaceleración ejercida por las ondas sobre el flujo zonal medio y conecta con fenómenos de circulación estratosférica y polar. La divergencia de estos vectores de Eliassen-Palm mide cuánto aceleran o desaceleran esas mismas ondas al flujo zonal medio que las transporta, y esa medición es crítica para entender tres fenómenos distintos: el calentamiento súbito estratosférico, la circulación de Brewer-Dobson y la formación del chorro polar. Así, las cuatro técnicas del diagnóstico de ondas y circulación —el análisis espectral espacio-tiempo de Wheeler-Kiladis, los vectores de Eliassen-Palm, la inversión de la vorticidad potencial cuasi-geostrófica y el diagnóstico de omega— parten todas de los mismos campos tridimensionales de viento, temperatura y presión, y todas persiguen el mismo resultado: identificar las estructuras dinámicas que controlan el tiempo y el clima, ya sea a la escala de un sistema sinóptico de unos pocos días o a la escala planetaria de semanas y meses. El diagnóstico de ondas y circulación aplica técnicas analíticas a los campos tridimensionales de viento, temperatura y presión que entregan los reanálisis, los modelos de predicción numérica del tiempo o las propias radiosondas, con el fin de identificar, cuantificar y predecir los patrones de flujo de gran escala y la actividad de las ondas atmosféricas que viajan dentro de ellos.
ID:2885
Grupo 5: Grupo 5: Inversión de vorticidad potencial cuasi-geostrófica
Descripción
Cómo un campo de vorticidad potencial permite reconstruir viento y temperatura y separar el equilibrio dinámico del flujo de fondo de las perturbaciones ondulatorias.
Pregunta clave: ¿cómo se reconstruyen viento y temperatura desde PV y se separan fondo y perturbaciones?
Cómo un campo de vorticidad potencial permite reconstruir viento y temperatura y separar el equilibrio dinámico del flujo de fondo de las perturbaciones ondulatorias. Una tercera técnica, la inversión de la vorticidad potencial cuasi-geostrófica, permite reconstruir los campos de viento y de temperatura a partir de un único campo, el de la vorticidad potencial, y de paso separa dentro de ese campo el equilibrio dinámico del flujo de fondo de las perturbaciones ondulatorias que se propagan sobre él. Así, las cuatro técnicas del diagnóstico de ondas y circulación —el análisis espectral espacio-tiempo de Wheeler-Kiladis, los vectores de Eliassen-Palm, la inversión de la vorticidad potencial cuasi-geostrófica y el diagnóstico de omega— parten todas de los mismos campos tridimensionales de viento, temperatura y presión, y todas persiguen el mismo resultado: identificar las estructuras dinámicas que controlan el tiempo y el clima, ya sea a la escala de un sistema sinóptico de unos pocos días o a la escala planetaria de semanas y meses. El diagnóstico de ondas y circulación aplica técnicas analíticas a los campos tridimensionales de viento, temperatura y presión que entregan los reanálisis, los modelos de predicción numérica del tiempo o las propias radiosondas, con el fin de identificar, cuantificar y predecir los patrones de flujo de gran escala y la actividad de las ondas atmosféricas que viajan dentro de ellos.
ID:2886
Grupo 6: Grupo 6: Diagnóstico de omega
Descripción
Cómo los campos observables de viento y temperatura permiten inferir el movimiento vertical en coordenadas de presión que no se mide directamente.
Pregunta clave: ¿cómo se infiere el movimiento vertical no medido directamente?
Cómo los campos observables de viento y temperatura permiten inferir el movimiento vertical en coordenadas de presión que no se mide directamente. Por eso, el diagnóstico de omega usa una ecuación que relaciona ese movimiento vertical con los mismos campos de viento y temperatura que sí se observan, y de esa relación infiere el movimiento vertical que ninguna radiosonda ni ningún satélite midió de forma directa. Una cuarta técnica, el diagnóstico de omega, resuelve un problema distinto: el movimiento vertical de la atmósfera, expresado en coordenadas de presión, no es una variable que la mayoría de las observaciones puedan medir directamente. Así, las cuatro técnicas del diagnóstico de ondas y circulación —el análisis espectral espacio-tiempo de Wheeler-Kiladis, los vectores de Eliassen-Palm, la inversión de la vorticidad potencial cuasi-geostrófica y el diagnóstico de omega— parten todas de los mismos campos tridimensionales de viento, temperatura y presión, y todas persiguen el mismo resultado: identificar las estructuras dinámicas que controlan el tiempo y el clima, ya sea a la escala de un sistema sinóptico de unos pocos días o a la escala planetaria de semanas y meses.
ID:2887
Grupo 7: Grupo 7: Síntesis de estructuras dinámicas
Descripción
Cómo los cuatro diagnósticos convergen en la identificación de estructuras dinámicas que controlan tiempo y clima desde escalas sinópticas hasta planetarias.
Pregunta clave: ¿cómo convergen los diagnósticos para identificar estructuras que controlan tiempo y clima?
Cómo los cuatro diagnósticos convergen en la identificación de estructuras dinámicas que controlan tiempo y clima desde escalas sinópticas hasta planetarias. Así, las cuatro técnicas del diagnóstico de ondas y circulación —el análisis espectral espacio-tiempo de Wheeler-Kiladis, los vectores de Eliassen-Palm, la inversión de la vorticidad potencial cuasi-geostrófica y el diagnóstico de omega— parten todas de los mismos campos tridimensionales de viento, temperatura y presión, y todas persiguen el mismo resultado: identificar las estructuras dinámicas que controlan el tiempo y el clima, ya sea a la escala de un sistema sinóptico de unos pocos días o a la escala planetaria de semanas y meses. El diagnóstico de ondas y circulación aplica técnicas analíticas a los campos tridimensionales de viento, temperatura y presión que entregan los reanálisis, los modelos de predicción numérica del tiempo o las propias radiosondas, con el fin de identificar, cuantificar y predecir los patrones de flujo de gran escala y la actividad de las ondas atmosféricas que viajan dentro de ellos. Una de estas técnicas, el análisis espectral espacio-tiempo de Wheeler-Kiladis, descompone los mismos campos convectivos y dinámicos según la escala espacial y el periodo temporal de cada componente que los forma, y esa descomposición es lo que permite separar, dentro del mismo campo, los distintos modos de ondas ecuatoriales: las ondas de Kelvin, las ondas de Rossby y las ondas mixtas.
ID:2888