GAD-DIMNT-CPTEC / oensMB09

Método de Perturbação baseado em EOFs para o Brazilian global Atmospheric Model - BAM
https://gad-dimnt-cptec.github.io/oensMB09/
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Ajuste nos parâmetros do método de pertubação MB09 [teste] #11

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Em dezembro de 2020, foi feita uma apresentação reportando o status da migração da suíte de previsões por conjunto global para a máquina XC50. Nesta apresentação, foram comparados os resultados da suíte executada na Tupã e no XC50 durante o período de 202051500 a 2020083100. Na comparação, foram mostrados os resultados obtidos por meio dos produtos do ensemble e uma avaliação objetiva baseada no skill das análises e previsões dos modelos MCGA (Tupã) e BAM (XC50), em que ficou clara a discrepância entre os espalhamentos dos conjuntos produzidos. O espalhamento do conjunto de previsões do BAM no XC50, para todo o período avaliado, foi menor em comparação com o espalhamento do conjunto de análises e previsões do MCGA na Tupã.

Como o processo de migração da suíte de previsões por conjuntos para a máquina XC50 inclui a utilização de uma nova versão do modelo, uma nova máquina e um outro compilador, faz-se necessário revisar e ajustar os parâmetros utilizados no método de perturbação MB09.

Nesta tarefa, será reportado e registrado os resultados obtidos com os ajustes feitos no método de perturbação e o seu impacto nas análises e previsões do conjunto.

cfbastarz commented 8 months ago

O método de perturbação MB09 possui dois conjuntos de parâmetros que são utilizados no cálculo das perturbações da análise controle. O primeiro conjunto, aqui denominado RDP*, faz referência aos valores que são utilizados nas perturbações randômicas iniciais. O segundo conjunto, aqui denominado EOF, faz referência aos valores utilizados no cálculo das perturbações finais. Em ambos os casos, são definidos os valores para as variáveis u, v, t, q e ps. Com exceção de q e ps, os valores de RDP e EOF são distintos entre si e iguais para cada um dos níveis sigma na vertical. Para ps, são definidos valores RDP e EOF para apenas a primeira camada e para q, estes valores obedecem a um perfil característico.

Para se determinar os domínios dos valores de RDP e EOF (isto é, os intervalos dentro dos quais é possível perturbar a análise controle e manter o modelo estável), foram feitos testes de sensibilidade. Nos slides em anexo, são reportados os resultados dos testes realizados, elencados a seguir:

Na lista de testes realizados, 0,5x rdp indica metade dos valores padrão de RDP utilizados; 1,0x rdp indica os valores padrão de RDP utilizados; 2,0x rdp indica o dobro dos valores de RDP utilizados e assim por diante (idem para os valores de EOF). Para tanto, foi escolhida a data 2020062300 para a realização dos testes. Cabe ressaltar que a alteração dos valores foi feita da mesma forma para todas as variáveis, mesmo não sendo o ideal. Como pode ser visto nos resultados encontrados, variáveis diferentes possuem sensibilidade diferente em relação aos valores de RDP e EOF utilizados. Em geral, pode-se ver que o domínio dos valores de RDP está dentro do intervalo [1, 7] e o domínio dos valores de EOF está dentro do intervalo [1, 1,8]. Os experimentos com sufixo fix indicam falha na simulação do modelo a partir de uma ou mais análises.

Para a realização dos testes, foi modificado o programa que calcula o espalhamento do conjunto para incluir a umidade específica nos níveis 925, 850 e 500 hPa.

A partir destes resultados, mais testes serão realizados selecionando-se os valores de RDP e EOF que fizeram com que o espalhamento do conjunto do BAM no XC50 mais se aproximasse do espalhamento do conjunto do MCGA na Tupã. Uma vez que os valores ideais de RDP e EOF forem determinados, o próximo passo é a realização da suíte completa para o período de 2020051500 a 2020083100.

Na figura a seguir, mostra-se a comparação entre os experimentos de referência, realizados com as configuracões padrão na Tupã e no XC50:

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Anexos