Modelos acoplados de Atmósfera y Océano

El estudio del clima puede orientarse a varios propósitos; realizar pronósticos estacionales, analizar escenarios climáticos futuros, o estudiar procesos relevantes a la variabilidad climática interanual o interdecádica que afecten una región particular de interés. En todos los casos el estudio debe considerar al menos la dinámica de la atmósfera y del océano acopladamente, pues en plazos de un mes o más las variaciones de la temperatura de superficie del océano se vuelven relevantes, incluyendo sus anomalías respecto a cualquier climatología que se considere. Debido a esto, los modelos numéricos acoplados de atmósfera y océano son una herramienta fundamental en muchos estudios climáticos. El acoplamiento de modelos de atmósfera y océano tuvo una muy significativa evolución en los últimos 20 años. Sin embargo, esta línea de trabajo entraña dificultades que al día de hoy se encuentran abiertas a ser mejoradas, tanto desde el punto de vista del modelado de procesos físicos así como de la implementación computacional. Este proyecto propone continuar el desarrollo de modelos acoplados realizado fuera del país por miembros del equipo proponente. Se plantea tomar como bases, para la componente atmosférica, tanto el modelo de circulación de atmósfera de UCLA como la versión global del modelo de atmósfera WRF, de NCAR, USA, y para la componente oceánica, el modelo global de océano del MIT. El desarrollo e implementación computacional del sistema acoplado involucra estudiar los mecanismos de cooperación para la ejecución simultánea de ambos modelos, la implementación de transferencias de mensajes entre los programas de océano y atmósfera y la implementación de códigos apropiados para preparar la información a ser transmitida. Adicionalmente, considerando la gran demanda de cómputo del modelo acoplado, se propone utilizar técnicas de computación científica de alto desempeño para posibilitar la simulación de entornos realistas obteniendo predicciones en tiempos razonables mediante una implementación cooperativa de los modelos involucrados en ejecución sincrónica en paralelo. Por último, los modelos acoplados requerirán que las representaciones de algunos procesos físicos que se realizan mediante rutinas específicas denominadas parametrizaciones, sean calibradas. Esto implica la elección de ciertos parámetros de ajuste a los efectos de obtener simulaciones optimizadas en cuanto a la simulación del clima observado; en el proyecto de propone la utilización de técnicas de inteligencia computacional para definir una metodología automática para la calibración del modelo. Esta tarea se abordará desde una perspectiva genérica, de manera que su solución permita definir una metodología extensible a la calibración de otros modelos numéricos con características similares.