"Análisis e Implementación de Nuevas Técnicas Automáticas Inteligentes para el Problema de la Predicción Meteorológica"

 

Proyecto Conjunto de Investigación

UNIVERSIDAD DE CANTABRIA

INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGÍA

 

PERSONAL CIENTÍFICO ENCARGADO DEL PROYECTO

 

José Manuel Gutiérrez Llorente
Dpto. de Matemática Aplicada y Ciencias de la Computación
UNIVERSIDAD DE CANTABRIA
Tlfn: 942 201723
email: gutierjm@ccaix3.unican.es
WWW: http://ccaix3.unican.es/~gutierjm
 
Rafael Cano Trueba
INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGÍA
Tlfn: 942 393332
email: rct@inm.es

 

DESCRIPCIÓN

En los últimos años se ha producido un importante avance en el desarrollo de nuevas técnicas inteligentes para analizar diversos problemas relacionados con el reconocimiento de patrones y el análisis de datos cuya formulación mediante técnicas clásicas resulta difícil o inapropiada. Ejemplos de estas nuevas técnicas son los modelos gráficos de sistemas expertos (redes de Markov, redes Bayesianas), las redes neuronales, los algoritmos genéticos, y los nuevos modelos de análisis de sistemas no lineales (ver Freeman y Skapura (1991), Lenz (1996), y Castillo, Gutiérrez y Hadi (1998)). En este proyecto se pretende analizar la eficiencia de estas técnicas en el marco concreto de la interpretación automática de salidas de modelos numéricos de predicción meteorológica y la extrapolación de resultados para el pronóstico regional. Actualmente el sistema experto de interpretación automática de salidas de modelos numéricos de predicción meteorológica operativo en el CMT CAS para predicción comarcalizada y urbana implementanmodelos simples de regresión lineal que pueden ser mejorados en varias direcciones utilizando las técnicas anteriormente citadas.

El proyecto será realizado de forma conjunta por investigadores de la Universidad de Cantabria con experiencia previa en las nuevas técnicas que se pretenden implementar, junto con los investigadores del CMT que han desarrollado el primer prototipo de sistema experto.

 

ANTECEDENTES Y ESTADO ACTUAL DE LOS ASPECTOS CIENTÍFICO-TÉCNICOS

 

Las técnicas basadas en redes Bayesianas, redes neuronales, y algoritmos genéticos tienen una sólida base teórica y práctica y la han demostrado ser herramientas útiles para tareas tales como la predicción y la clasificación. Estas técnicas están siendo aplicadas en diversos ámbitos de la meteorología (ver Nebeker (1995)), mostrando ser más eficientes que las técnicas estadísticas clásicas de regresión y clasificación. Sin embargo, hasta la fecha no se tiene conocimiento de ningún estudio publicado sobre la aplicación al problema concreto de la predicción meteorológica local utilizando datos numéricos globales simulados por ordenador y registros históricos locales de los puntos a los que se quiere extrapolar la predicción numérica.

El único antecedente de que se dispone es el trabajo realizado por el investigador Rafael Cano en el Centro Meteorológico Territorial de Cantabria del I.N.M. Este primer prototipo trabaja aplicando técnicas clásicas de regresión lineal para obtener el patrón "promedio" de un grupo dado. Para ello se dispone como variables predictoras de los valores de los campos meteorológicos fundamentales simulados para diferentes niveles en puntos en cuatro estaciones de radiosondeo-RS- (La Coruña, Santander, Burdeos y Zaragoza). Hay un total de 25 predictores por estación RS formando un total de 730.000 datos. Este vector de datos es utilizado inicialmente como modelo con el fin de identificar un conjunto de registros históricos equivalentes. Para ello se utilizan registros históricos del STAP (I.N.M.) de las estaciones de recogida de datos más fiables, hasta un total de 60 estaciones locales representativas de la región, con la información de las variables tales como temperatura máxima, temperatura mínima, precipitación acumulada de 07z a 07z del día siguiente, etc., hasta un total de 1.752.000 datos.

La gran cantidad de información de que se dispone hace pensar en las técnicas autoorganizativas como las técnicas más idóneas para abordar este problema.

 

REFERENCIAS

 

OBJETIVOS CONCRETOS E INTERÉS DE LOS MISMOS

 

El objetivo principal de este proyecto es el desarrollo de un sistema de extrapolación local de pronósticos meteorológicos y su aplicación en Cantabria. Más concretamente, se desea obtener un pronóstico fiable en localidades costeras como San Vicente de la Barquera o Laredo y localidades del interior como Reinosa o Potes. Actualmente se dispone de un primer prototipo (en fase de prueba) basado en técnicas clásicas lineales y en el transcurso de este proyecto se analizarán nuevas técnicas y se procederá a su implementación en una herramienta genérica, aplicable a cualquier otra región. Para ello la Universidad de Cantabria ha dotado una beca de Investigación para el estudio y la implementación de estas nuevas técnicas. La fase final del proyecto concluirá con la integración automática de la herramienta en la página Web del Centro Territorial de Cantabria del I.N.M. unida al pronóstico general diario.

 

El interés de este proyecto radica en la futura utilización de la herramienta para una mejor predicción meteorológica local en nuestra región. Así mismo, el problema genérico planteado en este proyecto es común a otros muchos problemas interesantes donde se podrían aplicar los resultados obtenidos en la realización de este proyecto.

 

PLAN DE TRABAJO Y TIEMPO PREVISTO

 

 

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