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Modelo Matemático
Descripción
Modelo E7 - Ondas Atmosféricas, Planetarias y Ecuatoriales
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: Ondas planetarias y restauración beta
Explica cómo una perturbación de gran escala se convierte en onda planetaria por la variación meridional del parámetro de Coriolis. El parámetro de Coriolis cambia con la latitud y su gradiente beta proporciona la restauración de la perturbación del flujo. La vorticidad potencial de Ertel es la cantidad conservada durante la propagación y conecta la restauración con la dinámica de la onda. La propagación es hacia el oeste respecto del viento de fondo que transporta la onda. El storyboard no proporciona una forma funcional para la velocidad de fase ni para la relación cuantitativa entre beta, vorticidad potencial y amplitud.
Grupo 2: Grupo 2: Consecuencias de las ondas planetarias
Describe cómo la actividad de las ondas planetarias reorganiza el flujo atmosférico de gran escala. Las ondas producen meandros de los chorros de viento; esos meandros pueden producir sistemas de bloqueo. La misma actividad permite teleconexiones que transportan señales climáticas a miles de kilómetros del origen. Los meandros, bloqueos y teleconexiones son resultados distintos y se mantienen separados para preservar la arquitectura causal. No se especifican umbrales de bloqueo ni leyes cuantitativas para la distancia o intensidad de una teleconexión.
Grupo 3: Grupo 3: Confinamiento ecuatorial
Explica por qué las ondas ecuatoriales permanecen cerca del ecuador en vez de propagarse libremente por todas las latitudes. En el ecuador el parámetro de Coriolis cambia de signo y su variación con la latitud actúa como guía de onda. Esa guía confina la actividad a una franja ecuatorial y define la familia de ondas ecuatoriales. La dependencia descrita es direccional: el cambio latitudinal de Coriolis produce confinamiento, no al revés. El storyboard no entrega una anchura cuantitativa de la guía ni una ley funcional de atrapamiento.
Grupo 4: Grupo 4: Modos ecuatoriales de Kelvin, Rossby y Yanai
Distingue tres modos ecuatoriales por su dirección y estructura de propagación. Las ondas de Kelvin se propagan únicamente hacia el este y carecen de componente meridional del viento; además son críticas para la propagación de la oscilación entre El Niño y La Niña en el Pacífico tropical. Las ondas de Rossby ecuatoriales se propagan hacia el oeste y se relacionan con la convección de la Oscilación de Madden-Julian. Las ondas mixtas Rossby-gravedad o Yanai también se propagan hacia el oeste y combinan características de Rossby y gravedad. No se dan relaciones de dispersión ni amplitudes cuantitativas.
Grupo 5: Grupo 5: Modulación tropical y estratosférica
Integra los tres tipos principales de ondas ecuatoriales como moduladores de la circulación tropical. Su actividad conjunta modula la organización de la convección tropical, determinando dónde y cuándo se agrupan las tormentas a lo largo del cinturón ecuatorial. También modula el ciclo semi-anual de la estratosfera tropical e imprime un ritmo a la circulación de esa capa. La causalidad va desde la actividad de los modos ecuatoriales hacia la organización convectiva y la circulación estratosférica. No se especifica una regla aditiva, ponderaciones relativas entre modos ni una función de modulación.
Grupo 6: Grupo 6: Diagnóstico Eliassen-Palm y respuesta del flujo medio
Proporciona el lenguaje diagnóstico común para ondas planetarias y ecuatoriales. Los vectores de Eliassen-Palm representan cómo se propaga la actividad de onda en el plano latitud-altura y permiten seguir ambas familias con la misma herramienta. Su divergencia mide cuánto la actividad conjunta de las ondas acelera o desacelera el flujo zonal medio. Por tanto, la actividad de onda cruza desde los grupos planetario y ecuatorial hacia un diagnóstico común y de allí hacia la respuesta del flujo medio. El storyboard no proporciona la expresión matemática del vector ni de su divergencia, solo su significado físico y causal.
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