RRFS

Del RUC al RRFS

La previsión actualizada cada hora tiene una larga historia en Estados Unidos. El Rapid Update Cycle (RUC), desarrollado en el laboratorio de la NOAA en Boulder, entró en servicio en los National Centers for Environmental Prediction (NCEP) en 1994 con una malla de 60 km y un nuevo análisis cada 3 horas; pasó a actualizarse cada hora a 40 km en 1998, a 20 km en 2002 y a 13 km en 2005, cuando se convirtió en el primer modelo del NCEP que asimilaba observaciones de nubes. El 1 de mayo de 2012 lo sustituyó el Rapid Refresh (RAP) sobre Norteamérica, y el 30 de septiembre de 2014 el High-Resolution Rapid Refresh (HRRR) trajo previsiones horarias a 3 km sobre los Estados Unidos contiguos.

Junto a ellos, el NCEP mantenía un mosaico de otros sistemas regionales basados en códigos distintos: el North American Mesoscale model (NAM), un modelo de 12 km con anidamientos de 3 km sobre los Estados Unidos contiguos, Alaska, Hawái y Puerto Rico, las pasadas High-Resolution Window (HiresW) y los conjuntos SREF y HREF. En julio de 2016 la NOAA eligió FV3, el núcleo dinámico de volúmenes finitos de su Geophysical Fluid Dynamics Laboratory de Princeton, para su próximo modelo global, y construyó en torno a él el Unified Forecast System (UFS), un único sistema de modelización pensado para servir desde la escala global hasta la regional. El RRFS es la aplicación regional del UFS que resuelve la convección, desarrollada por el Environmental Modeling Center del NCEP y el Global Systems Laboratory con numerosos socios.

El camino no fue fácil. En la estación cálida de 2023 el RRFS producía tormentas demasiado intensas y demasiado lluviosas, y en agosto de ese año se le añadió un esquema de convección profunda para domarlas; después, durante el Hazardous Weather Testbed de la NOAA de 2024, no detectó o debilitó varios episodios de tiempo severo, y en julio de 2024 el equipo anunció que la versión 1 se retrasaría. Un estudio encargado por la dirección de la NOAA atribuyó parte del problema a la forma en que FV3 dispone sus variables en la malla y recomendó que la versión 2 pasara a MPAS, el núcleo dinámico desarrollado en el NCAR. Aun así, la versión 1 se terminó sobre FV3.

En mayo de 2026 el National Weather Service anunció la puesta en servicio del RRFS v1.0 para el 31 de agosto de 2026; la fecha se aplazó luego al 6 de octubre, al 14 de octubre y, en el aviso actualizado el 15 de octubre de 2026, al 3 de noviembre de 2026. Desde el 12 de agosto de 2026 hay un flujo paralelo en tiempo real público. El día en que el RRFS entre en servicio, el NCEP retirará el NAM, las pasadas HiresW (salvo sobre Guam), los conjuntos HREF y SREF y las estadísticas basadas en el NAM. El RAP y el HRRR no forman parte de esa retirada: el HRRR aporta incluso dos miembros a los nuevos productos de conjunto del RRFS.

Un único modelo de 3 km para un continente

FV3, por Finite-Volume Cubed-Sphere, se diseñó en el Geophysical Fluid Dynamics Laboratory de la NOAA: resuelve las ecuaciones no hidrostáticas de la atmósfera con volúmenes finitos, que llevan la cuenta de lo que entra y sale de cada celda. En el RRFS funciona como modelo de área limitada sobre un único dominio de cálculo de 3 km que cubre toda Norteamérica, en lugar de los modelos regionales separados del pasado. Con esa separación entre puntos se dice que el modelo resuelve la convección: las grandes tormentas y las líneas de turbonada empiezan a dibujarse de forma explícita, aunque una célula aislada o un frente de racha solo ocupan unos pocos puntos de malla.

La atmósfera se divide en 65 niveles, el más bajo a unos 8 m sobre la superficie y el techo a 2 hPa, frente a 50 niveles y un techo a 20 hPa en el HRRR. FV3 almacena sus vientos en las aristas de las celdas, en una disposición llamada malla D, a la que el estudio citado atribuyó bolsas de aire frío y tormentas que crecen demasiado anchas; esa es la razón principal por la que la próxima versión está prevista sobre MPAS.

La física procede en gran parte del linaje del RAP y el HRRR. Las nubes y la precipitación siguen la microfísica Thompson-Eidhammer, que tiene en cuenta los aerosoles; la capa límite, donde se forma el viento que se siente en el mar, la trata el esquema MYNN de difusividad turbulenta y flujo de masa, que también se ocupa de los cúmulos poco profundos, sobre una capa superficial MYNN; la convección profunda, el esquema Grell-Freitas; la radiación, RRTMG; la tierra, el modelo de superficie terrestre RUC. Los Grandes Lagos se representan con el modelo de lagos FVCOM y los lagos más pequeños con el modelo de lagos CLM, y el humo y el polvo de los incendios se prevén a partir de las emisiones de incendios vistas por satélite.

Cómo se calcula una pasada

El RRFS renueva su análisis cada hora, combinando una previsión a 1 hora con las últimas observaciones: estaciones de superficie, mesoredes, boyas, estaciones costeras y barcos, radiosondeos, aviones, los radares meteorológicos NEXRAD (reflectividad, viento radial y los perfiles de viento derivados de ellos), los rayos vistos desde los satélites GOES, productos de nubes y de viento de GOES, y las radiancias de los sondeadores en órbita polar AMSU-A, MHS, ATMS, CrIS, IASI y SSMIS. En 2025, las radiancias de satélite solo se utilizan con cielo despejado.

El método es un 3D-EnVar híbrido ejecutado con el software GSI de la NOAA. Un análisis variacional busca el estado atmosférico que mejor se ajusta a la vez a la primera estimación y a las observaciones; «híbrido» y «En» significan que los errores esperados de la primera estimación proceden en parte de estadísticas fijas y en parte de un conjunto de 30 miembros a 3 km, actualizado a su vez cada hora por un filtro de Kalman por conjuntos (EnKF), de modo que reflejan el tiempo de esa hora. La reflectividad del radar se asimila directamente en este esquema, lo que permite al modelo arrancar con los chubascos y las tormentas que ya están en el radar en lugar de tener que generarlos.

Un modelo regional que se encadena hora tras hora sobre sí mismo puede alejarse del flujo a gran escala. Por eso, dos veces al día, a las 03 y 15 UTC, el RRFS reinicia su atmósfera a partir del análisis global de la NOAA y la hace avanzar hora a hora durante varias horas hasta reincorporarse al ciclo principal, mientras el estado de la superficie terrestre sigue su ciclo sin interrupción; la información del conjunto global también se mezcla con el conjunto regional dos veces al día. En sus bordes, el dominio recibe las condiciones de contorno del modelo global GFS.

Cada hora arranca una previsión: llega a 18 horas, salvo a las 00, 06, 12 y 18 UTC, cuando llega a 84 horas. A esas cuatro horas, cinco miembros de conjunto con estados iniciales, contornos y física distintos llegan también a 60 horas, y el REFS los combina, junto con la pasada determinista, con los del ciclo de 6 horas antes, más dos miembros del HRRR sobre los Estados Unidos contiguos y Alaska, en medias, dispersiones y probabilidades. La salida se recorta en mallas regionales: 3 km sobre los Estados Unidos contiguos (proyección cónica conforme de Lambert) y Alaska, 2,5 km sobre Hawái y Puerto Rico (Mercator) y 13 km sobre Norteamérica, con campos cada 15 minutos para algunas variables.

Los archivos se publican en GRIB2 en el servidor NOMADS de la NOAA y en parte se difunden por NOAAPORT. Su uso es gratuito: en el registro de datos abiertos de Amazon, que albergó el prototipo de desarrollo, la NOAA indica que no hay restricciones de uso de los datos del RRFS y solo pide que se la cite y que no se dé a entender ningún respaldo por su parte. Hasta el paso a operativo, el flujo paralelo no es un producto operativo y puede llegar con retraso o interrumpirse.

En el mar

Su malla de 3 km, su ciclo horario y sus datos de radar hacen del RRFS una de las visiones más nítidas disponibles de las aguas costeras de Norteamérica. Puede dibujar las brisas marinas que se forman por la tarde a lo largo de las costas de Florida y del golfo o en la bahía de Chesapeake, el viento canalizado por estrechos y bahías, las brisas de lago y los efectos del agua fría de los Grandes Lagos, que representa con un modelo de lagos, y los fuertes vientos del norte que se pegan a la costa de California en verano. Cada nueva pasada parte de las tormentas y los frentes tal como estaban realmente una hora antes.

Algunos de sus puntos fuertes son también sus límites. La convección ha sido su punto débil durante el desarrollo, con tormentas demasiado intensas en 2023 y tormentas no detectadas en 2024, así que una turbonada dibujada por el RRFS, o su ausencia, merece cierta cautela; el viento a 10 m que da es un viento medio, y las rachas bajo una tormenta pueden ser mucho más fuertes. Donde el muro norte de la corriente del Golfo separa el agua cálida de la fría, el viento y el mar pueden cambiar bruscamente en pocas millas; un modelo de 3 km solo reproduce ese contraste tan bien como la temperatura del mar que se le proporciona.

Un modelo regional depende también de lo que entra por sus bordes: una borrasca que llega del Pacífico o del Atlántico solo es tan buena en el RRFS como lo era en el GFS que lo alimenta. Más allá de uno o dos días, conviene por tanto comparar el RRFS con modelos globales independientes, como el IFS del ECMWF o el ICON del DWD. Ante una tormenta tropical o un huracán, el RRFS no es un modelo de huracanes: los avisos del National Hurricane Center tienen prioridad.

En Saily WR

Saily WR utiliza el RRFS como tres modelos distintos, uno por malla de salida: los Estados Unidos contiguos, Puerto Rico y Hawái. Cada uno calcula su propia ruta siempre que su zona cubra a la vez la salida y el destino, navegada con el viento a 10 m del modelo interpolado en el espacio y en el tiempo, y mostrada junto a las rutas de los demás modelos para poder compararlas.

La aplicación toma las cuatro pasadas largas del día, a las 00, 06, 12 y 18 UTC, en pasos horarios desde el inicio de la pasada hasta 84 horas. Coloca la malla Lambert de 3 km de los Estados Unidos contiguos en una malla regular de 0,03°, y las mallas Mercator de 2,5 km de Puerto Rico y Hawái en mallas de 0,025°. Hasta que el RRFS sea operativo, previsto para el 3 de noviembre de 2026, la aplicación lee el flujo paralelo de la NOAA; un servidor descarga cada nueva pasada en cuanto se publica, y la página Datos muestra en directo en qué pasada está cada uno de los tres, hasta dónde llega y la zona que cubre.