Predicción Numérica Aplicada a Meteorología Aeronáutica: estudio de Fenómenos Locales Peligrosos

Abstract

Aviation and meteorology are intrinsically related. Even if the safety level of the industry is indisputable, the sustained growth represents a constant challenge to maintain the standards assumed today. In this task weather hazards are one of the priorities, as some of these still pose alarge risk for aircraft operation. The main objective of this doctoral thesis is to improve the knowledge of numerical weather prediction models when applied to aeronautical meteorology events. This is done by means of the evaluation of four different hazards: mountain wave icing, low visibility, deep convective precipitation and microbursts. These phenomena are linked not only by the disruption they may create to aircraft operation, but also by the fact that they can occur in very local and reduced spatiotemporal domains, which renders them very difficult to predict. The events are analysed using simulations run by a mesoscale atmospheric numerica lmodel, mostly the Weather Research and Forecasting (WRF) model. Different parametrizations and configurations are tested. Several skill scores and validation methods are applied, adapted to each phenomenon. Other nowcasting techniques, not based in numerical weather prediction, are used to support the assessment...

La aviación y la meteorología están intrínsecamente relacionadas. A pesar de que los niveles de seguridad operacional de la industria son indiscutibles, el crecimiento sostenido supone un desafío constante para mantener los estándares asumidos a día de hoy. En esta tarea, los peligros relacionados con la meteorología son una de las prioridades, ya que algunos de ellos todavía suponen un gran riesgo para la operación de aeronaves. El objetivo principal de esta tesis doctorales mejorar el conocimiento de la predicción numérica aplicada a eventos de meteorología aeronáutica. El mismo se lleva a cabo a través de la evaluación de cuatro eventos peligrosos diferentes: engelamiento en onda de montaña, baja visibilidad, precipitación por convección profunda y micro bursts. Estos fenómenos están relacionados no solo por la alteración que pueden ocasionar en la operación de aeronaves, sino también por el hecho de que pueden darse endominios espacio-temporales muy reducidos y locales, lo cual los hace muy difíciles de predecir. Los eventos se analizan usando simulaciones realizadas con un modelo atmosférico mesoescalar, mayormente el modelo Weather Research and Forecasting (WRF). Se prueban diferentes parametrizaciones y configuraciones. También se aplican diferentes métodos de validación y criterios de cualificación. La evaluación se complementa con el uso de otras técnicas de nowcasting, no basadas en predicción numérica...