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Modelo Matemático
Descripción
Modelo M4 - Monzones y Circulaciones Estacionales
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: Contraste térmico estacional tierra–océano
La tierra se calienta y enfría más rápido que el océano porque el suelo almacena menos calor que el agua. Ese contraste de respuesta térmica cambia con la estación y genera un contraste térmico tierra–océano. El contraste térmico produce un gradiente de presión entre continente y océano. El gradiente de presión es la variable puente que fuerza la circulación monzónica y cruza al grupo de reversión estacional. El storyboard no entrega capacidades caloríficas, temperaturas, presiones ni una forma funcional cuantitativa.
Grupo 2: Grupo 2: Reversión estacional de la circulación monzónica
El gradiente de presión tierra–océano fuerza la dirección de los vientos monzónicos. En verano, la circulación transporta aire húmedo desde el océano hacia el continente; en invierno, el régimen se invierte y el flujo seco va desde el continente hacia el océano. La dirección cambia con la estación y constituye el rasgo distintivo del monzón frente a otros regímenes regionales. El contenido de humedad cambia conjuntamente con la dirección descrita. No se especifican velocidades de viento, gradientes críticos ni relaciones cuantitativas entre presión y flujo.
Grupo 3: Grupo 3: Inicio abrupto del monzón asiático
El inicio del monzón asiático ocurre en pocas semanas y transforma los alisios secos en vientos húmedos del suroeste. El contraste térmico tierra–océano no actúa solo: circulación de Hadley, topografía del Himalaya e inestabilidad térmica acumulada sobre el subcontinente se combinan para producir la transición abrupta. La transición marca el comienzo de la estación de lluvias. Las cuatro contribuciones son causales y no deben reducirse a una sola causa genérica. El storyboard no define umbrales de inestabilidad ni una regla funcional para combinar los factores.
Grupo 4: Grupo 4: Modulación intraestacional por Madden–Julian
Una vez iniciado el monzón, la oscilación de Madden–Julian modula la lluvia en periodos de 30–90 días. La fase activa intensifica la convección y con ello las lluvias; la fase inactiva debilita la convección y puede interrumpir las lluvias durante varias semanas. La fase de la MJO es por tanto una entrada temporal y la intensidad convectiva una variable intermedia antes de la lluvia. Esta alternancia produce semanas lluviosas y semanas secas dentro de una misma temporada. No se especifica amplitud de MJO ni una función cuantitativa fase–convección–precipitación.
Grupo 5: Grupo 5: Modulación interanual por ENSO
ENSO controla una parte de la variabilidad del monzón asiático entre años. Un episodio de El Niño debilita el monzón, mientras que La Niña lo intensifica. La intensidad monzónica anual condiciona si la temporada completa resulta más lluviosa o más seca que el promedio. La fase ENSO es así una variable de escala interanual que converge sobre el resultado hídrico estacional. El storyboard no entrega magnitudes de anomalía ni una relación cuantitativa entre índices ENSO, intensidad monzónica y precipitación.
Grupo 6: Grupo 6: Convergencia multiescala y disponibilidad de agua
Tres escalas temporales convergen sobre el agua recibida: el contraste térmico estacional enciende y apaga la circulación, MJO distribuye la lluvia entre semanas activas y secas, y ENSO modifica la intensidad de una temporada respecto de otra. La cantidad de agua y el momento en que llega son observables finales distintos pero relacionados. La precipitación intraestacional y el carácter anual del monzón cruzan desde los grupos anteriores hacia este resultado integrado. El storyboard identifica la dependencia humana de esta disponibilidad de agua, pero no especifica demanda, almacenamiento ni una función de impacto social.
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