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Modelo Matemático
Descripción
Modelo E1 - Núcleo Dinámico
Una vez estructurada la red semántica, se busca asociar cada objeto a una variable que permita su formulación matemática. Las relaciones entre variables —expresadas en la red semántica como vectores y asociaciones entre objetos— se traducen en ecuaciones que describen el comportamiento. Estas ecuaciones se buscan, en la mayor medida posible, basadas en primeros principios, y no en algoritmos ajustados numéricamente solo para reproducir comportamientos medidos. El resultado es la red lógica del modelo: el conjunto de variables, con sus unidades y rangos, y las ecuaciones que las relacionan.
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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: Ecuaciones primitivas y aproximaciones atmosféricas
Cómo las ecuaciones generales de Navier–Stokes se especializan al fluido atmosférico mediante aproximación hidrostática y simplificación de la curvatura terrestre, produciendo las ecuaciones primitivas en coordenadas de presión.
Grupo 2: Grupo 2: Evolución de las variables atmosféricas
Cómo el núcleo dinámico usa las ecuaciones primitivas para hacer evolucionar en el tiempo viento horizontal, temperatura y humedad, representados sobre niveles definidos por presión.
Grupo 3: Grupo 3: Rotación terrestre y fuerza de Coriolis
Cómo la rotación terrestre y la velocidad del viento determinan la fuerza de Coriolis, cuya deflexión hemisférica desvía el flujo y favorece la circulación alrededor de centros de presión.
Grupo 4: Grupo 4: Balance geostrófico
Cómo el gradiente horizontal de presión y Coriolis pueden equilibrarse, generando viento paralelo a las líneas de presión constante y una aproximación válida a gran escala.
Grupo 5: Grupo 5: Vorticidad potencial de Ertel
Cómo la vorticidad potencial de Ertel se conserva bajo movimiento adiabático y sin fricción y funciona como variable fundamental para diagnosticar y predecir el flujo de gran escala.
Grupo 6: Grupo 6: Continuidad horizontal y movimiento vertical
Cómo convergencia y divergencia del viento horizontal fuerzan ascenso o subsidencia y se expresan como movimiento vertical omega en coordenadas de presión.
Grupo 7: Grupo 7: Ecuación omega cuasi-geostrófica y sistemas de tiempo
Cómo la advección geostrófica de vorticidad y temperatura determina omega y permite diagnosticar ascenso, subsidencia y sistemas sinópticos dentro de una descripción coherente del flujo rotante.
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