Presentación

A continuación daremos información acerca de los diferentes modelos numéricos utilizados en las previsiones meteorologicas y los temas derivados de los efectos del clima.

martes, 15 de diciembre de 2009

EFECTO DEL CLIMA EN PAVIMENTOS

MODELO NUMÉRICO PARA ANALIZAR EL EFECTO DEL CLIMA EN
PAVIMENTOS
Silvia Caro Spinel*; Cristina García Aragón **; Bernardo Caicedo Hormaza***
Resumen
Este artículo presenta el desarrollo de un modelo numérico para analizar el efecto del agua libre y la temperatura al interior de un pavimento flexible. Con base en las ecuaciones de conservación de masa y temperatura y las leyes de flujo de agua y energía, el modelo determina la variación de las propiedades hídricas, térmicas y mecánicas al interior del pavimento. Se implementó un software para solucionar el modelo numérico y analizar gráficamente los resultados. Se realizaron simulaciones sobre pavimentos flexibles para tráfico medio-alto. Los resultados demostraron una fuerte degradación en los módulos de rigidez de las capas del pavimento y permitieron corroborar los beneficios de una estructura de drenajeadecuada.

Fuente de información: Universidad de los Andes- Facultad de ingeniería
Enlace: http://revistaing.uniandes.edu.co/index.php?idr=21&ids=1&ida=222&ri=7ef70bb60c96bde844c79aadc809ec9a

En este enlace podreis encontrar un pdf con la explicación detallada del modelo numérico.

Modelo WAVEWATCH

El WAVEWATCH es un modelo de generación de oleaje, especialmente elaborado para aguas someras e interacción con corrientes ,desarrollado por Hendrik L. Tolman del Environmental Modeling Center, NOAA-NCEP.

El modelo WAVEWATCH describe la evolución del espectro de densidad de acción de oleaje integrando la ecuación básica de transporte de energía. El término fuente de esta ecuación está compuesto por un término de entrada de energía del viento, un término de disispación y un término de tranferencia no lineal de energía entre las diferentes componenetes del espectro.

En Clima Marítimo (Puertos del Estado) se ha desarrolado una aplicación del WAVEWATCH en el Estrecho de Gibraltar, cuya batimetría puede verse en el dibujo, preparada para recibir condiciones de contorno de la aplicaciones del Atlántico y del Mediterraneo del modelo WAM.

Entre las aplicaciones futuras del WAVEWATCH se encuentra la incorporación del modelo a la predicción diaria de oleaje realizada por Clima Marítimo (Puertos del Estado), con el fin de facilitar esta informaci&oacuten en diferentes areas de la Península Ibérica, Canarias y Baleares en las que se considera necesario un aumento de la resolución.

Fuente de información: Dpto. de Clima Marítimo - Puertos del Estado

Enlace: http://www.puertos.es/externo/clima/Modelos/index.html


Modelo de oleaje WAM

El modelo WAM de generación de oleaje (WAMDI, 1988), en su versión 4 (Günther et al., 1991), integra la ecuación básica de transporte. Esta ecuación describe la evolución de un espectro bidimensional de energía de oleaje con respecto a la frecuencia y dirección sin hacer ninguna presunción inicial sobre la forma del espectro.

Este modelo fue desarrollado por un amplio grupo de investigadores de diferentes institutos (grupo WAMDI), siguiendo las recomendaciones derivadas del proyecto "Sea Wave Modeling Project" (grupo SWAMP, 1985). Uno de los objetivos del grupo fue montar y poner en servicio rutinario una aplicación global del modelo en el Centro Europeo de Predicción a Medio Plazo (ECMWF), lo que se consiguió en 1992 (Günther et al., 1992). Desde 1986, CM ha pertenecido al grupo y ha participado en diferentes aspectos del trabajo (Carretero and Günther, 1992). El informe final del grupo se publico en 1994 (Komen et al, 1994).

El espaciamiento máximo admisible en la costa para una aplicación local ha de ser igual o menor de 0.5 grados, y por otra parte, ha de modelarse un área lo suficientemente grande de océano como para tener en cuenta el mar de fondo generado a gran distancia de la costa; p.e, el Océano Atlántico Norte ha de ser modelado para estudiar la costa atlántica española. Utilizar un espaciamiento tan pequeño para un área tan grande es muy costoso desde el punto de vista computacional. El anidamiento de mallas es una solución, y existe como opción en el ciclo 4; el usuario puede procesar el modelo utilizando una malla gruesa para producir condiciones de contorno para una malla más pequeña y de más resolución. La ventaja de utilizar el anidamiento frente a cubrir toda la zona con una malla fina es evidente, pero existen problemas técnicos que hay que considerar; p.e, para cada paso de tiempo de propagación y para cada punto de contorno ha de almacenarse en el disco el espectro procedente de la malla gruesa, otra desventaja es que en los puntos que pertencen a más de una malla (puntos coincidentes de la malla fina y malla gruesa), la ecuación ha de integrarse innecesariamente mas de una vez por paso de tiempo. Tampoco hay que olvidar los tiempos de escritura y lectura de condiciones de contorno.

Para minimizar estos problemas, CM modificó el modelo para dotarle de la opción de utilizar un anidamiento en dos sentidos, (Gómez Lahoz, Carretero Albiach, 1997). Con este sistema se integra la ecuación en el mismo paso de tiempo para todos los puntos, y al poder definir el espaciamiento dependiendo de la situación del punto en la malla, en la práctica funciona como un esquema de espaciamiento variable. La resolución aumenta a través de sucesivos rectángulos de espaciamiento regular en un área, o en varias si se desea. En los límites de estos rectángulos, la malla no es continua, y algunos puntos obtienen energía por interpolación y otros por advección.

Utilizando este esquema de anidamiento en dos sentidos, se ha desarrollado una aplicación para la costa española. La malla del modelo de oleaje define la Costa Atlántica Española con una resolución de un cuarto de grado, y la Costa Mediterránea con un octavo de grado, por lo tanto los datos producidos cerca de la costa ya tienen en cuenta apantallamientos del oleaje por la costa (aunque con la limitación de esta resolución). La versión del modelo utilizada para el Atlántico es de aguas profundas, y por lo tanto no se tiene en cuenta ningún fenómeno producido por el fondo marino. Para el Mediterráneo se utiliza la versión de aguas someras y por lo tanto se tiene en cuenta la atenuación y refracción causadas por el fondo marino en los puntos de malla (pocos) que pueden considerarse como aguas someras. La información producida por el modelo para cada punto de malla es el espectro direccional de energía de oleaje, de donde se puede extraer gran cantidad de información, p.e. Hs, Tp, Tm, dirección media, componentes de mar de viento, de mar de fondo, etc.

Fuente de información: Dpto. de Clima Marítimo - Puertos del Estado
Enlace: http://www.puertos.es/externo/clima/Modelos/index.html