Comprensión de la dinámica meteorológica y climática mediante modelos globales de alta resolución con resolución de nubes
Los pronósticos meteorológicos y climáticos precisos son esenciales para gestionar las crecientes amenazas que representan los fenómenos meteorológicos extremos y para planificar la transición hacia las energías renovables; sin embargo, los modelos meteorológicos globales actuales siguen siendo demasiado gruesos para capturar la física a pequeña escala de las nubes y la turbulencia atmosférica que impulsan estos fenómenos. Este proyecto, financiado por NERC (Consejo Nacional de Investigación Ambiental, UK Research and Innovation) y complementando el proyecto CBF-2025-I-1154 financiado por SECIHTI en México, reúne a tres grupos de investigación internacionales complementarios — EPCC de la Universidad de Edimburgo (Reino Unido), la Universidad Técnica de Dinamarca (DTU) y el CICESE en México — para ampliar los límites de resolución de los modelos globales de resolución de nubes (GCRMs), específicamente el marco MPAS-A desarrollado por el Centro Nacional de Investigación Atmosférica de Estados Unidos (NCAR), hacia escalas de relevancia en la zona gris (100–1000 m). Aprovechando la infraestructura de cómputo de alto rendimiento más avanzada, incluido ARCHER2 —la supercomputadora nacional del Reino Unido— y códigos acelerados con GPU, el equipo está desarrollando métodos mejorados de generación de mallas, esquemas avanzados de capa límite planetaria tridimensional (3D-PBL) y técnicas de asimilación de datos que permiten al modelo representar mejor las nubes y la turbulencia atmosférica a escalas previamente inaccesibles en simulaciones globales. El enfoque incluye una evaluación sistemática del rendimiento de MPAS-A en una amplia gama de resoluciones de malla (de 60 km hasta 0.5 km), junto con casos de estudio realistas que abarcan fenómenos meteorológicos extremos como tormentas invernales en California y Baja California, aplicaciones de energía eólica en el Mar del Norte y simulaciones de alta resolución sobre el Golfo de México. Los resultados esperados —publicaciones científicas revisadas por pares, código con licencia abierta en repositorios públicos y un taller en línea para la comunidad investigadora— contribuirán a mejorar la comprensión científica de la dinámica atmosférica en la zona gris y a desarrollar herramientas más precisas para el pronóstico de fenómenos meteorológicos extremos y la evaluación de recursos de energía eólica, con consecuencias directas para la seguridad humana y la planificación de sistemas de energía limpia. Al construir una colaboración internacional duradera entre tres instituciones y compartir abiertamente el conocimiento y el código siguiendo los principios FAIR, el proyecto sienta las bases para una nueva generación de capacidades de modelación climática a escala exascale que beneficiará a la comunidad científica mundial.
Objetivos de Desarrollo Sostenible de la ONU que aborda: ODS 7 (Energía asequible y no contaminante) · ODS 13 (Acción por el clima) · ODS 9 (Industria, innovación e infraestructura) · ODS 17 (Alianzas para lograr los objetivos)
Equipo del proyecto:
- Neil Chue Hong (Responsable del proyecto) — EPCC, Universidad de Edimburgo, Reino Unido
- Evgenij Belikov (Co-responsable investigador) — EPCC, Universidad de Edimburgo, Reino Unido
- Alfredo Peña — DTU Wind and Energy Systems, Universidad Técnica de Dinamarca
- Marc Imberger — DTU Wind and Energy Systems, Universidad Técnica de Dinamarca
- Vanesa Magar — Departamento de Oceanografía Física, CICESE, México
- Diego Canul — Universidad Autónoma de Campeche, México
Proyecto relacionado: CBF-2025-I-1154 — SECIHTI, México (proyecto complementario liderado por el CICESE, financiado por SECIHTI)