Sistema de pronóstico global

El Sistema de Pronóstico Global ( GFS , por sus siglas en inglés) es un sistema global de predicción numérica del tiempo que contiene un modelo informático global y un análisis variacional gestionado por el Servicio Meteorológico Nacional (NWS, por sus siglas en inglés) de los Estados Unidos .

El modelo matemático se ejecuta cuatro veces al día y genera pronósticos con hasta 16 días de anticipación, aunque con una resolución espacial reducida después de 10 días. La precisión de los pronósticos generalmente disminuye con el tiempo (como ocurre con cualquier modelo numérico de predicción meteorológica) y, para pronósticos a largo plazo, solo las escalas mayores conservan una precisión significativa. Es uno de los modelos sinópticos de alcance medio más utilizados.

Como ocurre con la mayoría de las obras del gobierno estadounidense, los datos del GFS no están protegidos por derechos de autor y son de dominio público y de libre acceso según lo estipulado por la legislación estadounidense . Por ello, el modelo sirve de base para las previsiones de numerosas empresas meteorológicas privadas, comerciales y extranjeras.

Para 2015, el modelo GFS había perdido precisión en comparación con otros modelos meteorológicos globales. ^{[ 2 ] [ 3 ]} Esto fue especialmente notorio cuando el modelo GFS predijo incorrectamente que el huracán Sandy se dirigiría hacia el mar hasta cuatro días antes de tocar tierra, mientras que el modelo del Centro Europeo de Previsiones Meteorológicas a Medio Plazo predijo correctamente la llegada a tierra a los 7 días. Se sugirió que gran parte de esto se debía a las limitaciones en los recursos computacionales del Servicio Meteorológico Nacional. En respuesta, el NWS adquirió nuevas supercomputadoras, aumentando la capacidad de procesamiento de 776 teraflops a 5,78 petaflops. ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}

A partir de la ejecución de las 12z del 19 de julio de 2017, el modelo GFS ha sido actualizado. A diferencia del ECMWF , que también fue actualizado recientemente , el nuevo GFS se comporta de manera ligeramente diferente en los trópicos y en otras regiones en comparación con la versión anterior. ^{[ 7 ]} Esta versión tiene en cuenta con mayor precisión variables como la oscilación de Madden-Julian y la capa de aire sahariano .

En 2018, la potencia de procesamiento se incrementó nuevamente a 8,4 petaflops , ^{[ 8 ]} La agencia también probó un modelo de reemplazo potencial con una mecánica diferente, el modelo icosaédrico de volumen finito que sigue el flujo (FIM), a principios de la década de 2010; abandonó ese modelo alrededor de 2016, después de que no mostró una mejora sustancial con respecto al GFS.

En 2019, se realizó una importante actualización del GFS, convirtiéndolo del GSM (Modelo Espectral Global) al nuevo dycore FV3. La resolución horizontal y vertical se mantuvo igual, pero esto sentó las bases de lo que ahora se conoce como UFS (Sistema Unificado de Pronóstico). El 22 de marzo de 2021, la NOAA actualizó el modelo GFS, acoplándolo con el modelo global de olas WaveWatch III , lo que aumentará la resolución del GFS de 64 a 127 niveles verticales, al tiempo que extenderá la ventana de pronóstico de WaveWatch III de 10 a 16 días. Esto generó esperanzas entre algunos meteorólogos de que la actualización GFSv16 sería suficiente para cerrar la brecha de precisión con el modelo del ECMWF, que en ese momento se consideraba el modelo meteorológico global más preciso. ^{[ 9 ] [ 10 ]}

El 12 de junio de 2019, tras varios años de pruebas, la NOAA actualizó el GFS con un nuevo núcleo dinámico, el Núcleo Dinámico de Esfera Cúbica de Volumen Finito GFDL (FV3) , que utiliza el método de volumen finito en lugar del método espectral utilizado por versiones anteriores del GFS. El modelo resultante, desarrollado inicialmente bajo el nombre FV3GFS, heredó la denominación GFS, y el GFS anterior continuó ejecutándose hasta septiembre de 2019. ^{[ 11 ] [ 12 ]} Las pruebas iniciales del GFS basado en FV3 mostraron resultados prometedores, mejorando la capacidad de predicción a gran escala y la precisión de la trayectoria de huracanes del GFS anterior. ^{[ 13 ]}

Una vez completada la implementación operativa inicial de FV3GFS, el Centro de Modelado Ambiental (EMC) de la NOAA centró su atención en el desarrollo de la próxima actualización de GFS v16, que incluirá una resolución vertical duplicada, de 64 a 127 capas, física más avanzada, mejoras en el sistema de asimilación de datos y acoplamiento a un Modelo Global de Olas del NCEP mediante el modelo comunitario del Sistema Unificado de Pronóstico (UFS) . GFSv16 se implementó el 22 de marzo de 2021. ^{[ 14 ]}

El 23 de septiembre de 2020, se implementó la primera aplicación global de UFS en el NCEP, en el Sistema Global de Pronóstico por Conjuntos (GEFS v12) . Los componentes de esta actualización incluyen:

• Uso del modelo global FV3 (misma versión que GFS v15) como componente atmosférico del GEFS.
• Aumento de la resolución horizontal a ~25 km
• La duración de la previsión aumentó de 10 a 16 días.
• Aumentó de 21 a 31 miembros.
• Acoplamiento del componente atmosférico del GEFS al modelo global de ondas del NCEP
• Ejecutar un miembro 32 durante 5 días (GEFS-Aero) para la predicción de aerosoles, representación de aerosoles en línea basada en GOCART (GSD-Chem).

Esta implementación es el primer sistema acoplado a escala global en el NCEP y reemplaza a los sistemas anteriores independientes Global Wave Ensemble y NEMS GFS Aerosol Component (NGAC). Para obtener más detalles, consulte el sitio web GEFS v12 del Grupo de Evaluación de Modelos de EMC , la página web de EMC GEFS y la página web de EMC GEFS-Aerosol.

• Sistema Integrado de Predicción – El sistema global de predicción meteorológica del ECMWF (el "Modelo Europeo")
• Modelo de investigación y pronóstico meteorológico
• Predicción numérica del tiempo
• Pronóstico de conjunto
• Actualización rápida (predicción meteorológica)
• Modelo mesoescala norteamericano
• Satélite geoestacionario operacional ambiental
• NEXRAD : red de radares meteorológicos gestionada por el Servicio Meteorológico Nacional.

• Sitio web del modelo GFS de NCEP/EMC
• Sitio web de información del modelo GFS de la NOAA