DESCRIPCIÓN DEL MODELO METEOROLÓGICO CALMET

El núcleo del modelo CALMET está formado por un módulo de diagnóstico del campo de viento capaz de sim ular efectos lo cales, com o los flujos de ladera, efectos cinemáticos y de bloqueo del terreno (incluyendo un procedimiento de minimización de la divergencia del viento), y un módulo de capa lím ite, que tiene un tratam iento separado en función de si su desarrollo tiene lugar sobre tierra o sobr e el agua (Scire et al., 1990; 1999).

El módulo de diagnóstico del cam po de viento utiliza una aproxim ación en dos etapas (Douglas y Kessler, 1988). En la prim era, el viento en el dom inio se ajusta teniendo en cuenta los efectos cinem áticos del terreno. La segunda et apa consiste en un procedimiento de análisis objetivo que introduce los valo res observados dentro del campo de vi ento obtenido en el paso anteri or, para producir un cam po final de viento que tenga en cuenta los datos m edidos en el dominio. En e sta segunda etapa, se utiliza un esquema de interpolación que depende de la inversa del cuadrado de la distancia, con objeto de ponderar la importa ncia de los valores obser vados. Sin embargo, en las regiones del dom inio en las que no existen me diciones, los valores de viento de la primera etapa prevalecen com o datos finales. La com ponente vertical del viento se obtiene mediante un procedimiento de minimización de la divergencia.

Respecto de la capa lím ite, el m ódulo utilizado por el m odelo para sim ular el desarrollo de dicho estrato so bre tierra está basado en el método del balance de energía de Holtslag y Van Ulden (1983), lo que perm ite obtener valores horarios en los puntos

de la malla de variables como flujo de calor sensible, velocidad de fricción, longitud de Monin-Obukhov y velo cidad de escala convectiva. La altu ra de la capa de m ezcla se obtiene a partir del flujo de calor sensible y lo s perf iles d e tem peratura utilizando el método de Carson (197 3) con algu nas modificaciones basadas en resultados de Maul (1980). Las clases d e estab ilidad y los v alores horarios d e precipitación son salid as opcionales del m odelo. Para el caso de que el dominio incluya superficies m arinas, la capa límite es evaluada por CALMET a partir del método de los perfiles, ya que dicho procedimiento se ajusta mejor a las particulares características aerodinámicas y térmicas que deben ser consideradas en entornos marinos.

La utilización de estos dos procedim ientos (método del balance de energía y método de los perfiles) para el cálculo de los parám etros de la capa lím ite a partir de medidas meteorológicas rutinarias se funda menta en las investigaciones realizadas por Hanna et al. (1986). El m étodo de l os perfiles requiere la m edida de l a velocidad del viento en un nivel, la temperatura del aire, el parámetro de rugosidad y la diferencia de temperatura entre dos alturas de la capa superficial. Tal y como se apuntaba en Hanna et al. (1986), aunque esta últim a m edida no puede considerarse ru tinaria al no ser proporcionada por las estacione s meteorológicas nacionales, puede conseguirse a partir de los registros de medida de torres meteorológicas pertenecientes a otros organismos o instituciones. La aplicación de la teor ía de sem ejanza de Monin-Obukhov permite obtener los flujos de la capa superficial por un proceso it erativo convergente. Respecto del método del balance de energí a, el cálculo de los flujos de calor se realiza m ediante la parametrización de los términos desconocidos de la ecuación de dicho balance.

Existen diferentes esquemas tanto para resolver el método del balance de energía como para el método de los perfiles. La elección del procedimiento más adecuado, para su adaptación al m odelo CALMET se realiz ó después de analizar cu atro esquemas diferentes para el balance de energía y dos relativos al método de los perfiles, en relación a la capacidad de cada uno para la dete rminación de los flujos superficiales (Holstlag y Van Ulden, 1983; W eil y Brower, 1983; Berkovicz y Prahm, 1982; Briggs, 1982). Los resultados confirm aron que el m étodo del balance de energía era superior debido a la sensibilidad del m étodo de los pe rfiles a los errores en la m edida de la diferencia de tem peratura entre los dos niveles. Sin embargo, como se anotaba anteriormente, es ta con clusión no p odía ap licarse para la capa lím ite m arina, para la

cual, el método de los perfiles basado en la diferencia de temperatura aire-mar era más apropiado y exacto. La com paración entre lo s distintos esquem as para el m étodo del balance de energía ofreció resultados similares ( Hanna et al., 1986).

El m odelo CALMET ha sido som etido a varios procesos de evaluación y validación en diferentes escenarios m eteorológicos (Allwine et al., 1998; Battaglia C., 1999). Aunque los resultados de la validación son favorables a la recomendación de la utilización de este modelo, la EPA aconseja seguir realizando ejercicios de validación a partir de la com paración de sus resultados con datos experim entales en diferentes escenarios meteorológicos y topográficos.