Evaluación del uso de predicciones meteorológicas subestacionales como apoyo a la gestión del agua en la cuenca del río Júcar

Abstract

[ES] La utilización de predicciones meteorológicas es una de las herramientas que mayor importancia está tomando actualmente para hacer frente a los impactos que generan eventos extremos como sequías, olas de calor o crecidas, en la gestión del agua. Históricamente y de manera general se han diferenciado dos tipos de predicciones en función del tiempo de anticipación: las predicciones a corto plazo (inferiores a dos semanas) y las predicciones estacionales (mayores a 60 u 80 días). Sin embargo, entre estos dos periodos se ha venido estudiando desde hace algunos años los pronósticos de carácter subestacional, los cuales tienen un periodo demasiado largo como para conservar la influencia de fenómenos sinópticos (condiciones iniciales de la atmósfera), y a su vez demasiado corto como para que los cambios en las condiciones de contorno de la atmósfera y su relación con la temperatura del mar sean los conductores. Dentro de este contexto se desarrolla la presente investigación, enfocada en el estudio de la viabilidad de incorporar predicciones meteorológicas subestacionales en la gestión de la cuenca del río Júcar. En primer lugar, se lleva a cabo la corrección del sesgo y evaluación de calidad de las predicciones obtenidas del modelo ECMWF del proyecto de investigación Subseasonal to Seasonal Prediction Project (S2S) para las variables de temperatura máxima, mínima y media, junto con la precipitación, para el periodo comprendido entre 2016-2021, utilizando como referencia los valores de reanálisis de ERA5-Land. La corrección de sesgo se realiza por medio de la técnica de mapeo de cuantiles agregando las predicciones por mes de lanzamiento en primer lugar, y por mes de lanzamiento y periodo de anticipación de los pronósticos, utilizando métricas estadísticas como el CRPSS para evaluar su calidad. Posteriormente se realiza el acople con el modelo hidrológico TETIS para la zona de estudio de la cuenca del río Júcar, con el fin de obtener predicciones hidrológicas para diferentes puntos de interés, evaluando a su vez la calidad las predicciones y su utilidad en la gestión del agua.

[EN] The use of weather forecasts is one of the most important tools currently being used to deal with the impacts of extreme events such as droughts, heat waves or floods on water management. Historically and in general, two types of forecasts have been differentiated according to the time of anticipation: short-term forecasts (less than two weeks) and seasonal forecasts (more than 60 or 80 days). However, between these two periods, sub-seasonal forecasts have been studied for some years, which have a period too long to retain the influence of synoptic phenomena (initial conditions of the atmosphere), and at the same time too short for the changes in the boundary conditions of the atmosphere and its relationship with the sea temperature to be the drivers. Within this context, the present research is developed, focused on the study of the feasibility of incorporating sub-seasonal weather forecasts in the management of the Júcar river basin. First, the bias correction and quality assessment of the predictions obtained from the ECMWF model of the Subseasonal to Seasonal Prediction Project (S2S) research project is carried out for the maximum, minimum and mean temperature variables, together with precipitation, for the period from 2016-2021, using the ERA5-Land reanalysis values as a reference. Bias correction is performed by quantile mapping technique by aggregating the forecasts by release month first, and by release month and forecast lead period, using statistical metrics such as CRPSS to assess their quality. Subsequently, the coupling with the TETIS hydrological model for the study area of the Júcar river basin is performed, in order to obtain hydrological forecasts for different points of interest, evaluating the quality of the forecasts and their usefulness in water management.