El modelo multiescala medioambiental global ( GEM ), conocido a menudo como modelo CMC en Norteamérica, es un sistema integrado de previsión y asimilación de datos desarrollado en la Recherche en Prévision Numérique (RPN), la Meteorological Research Branch (MRB) y el Canadian Meteorological Centre (CMC). Junto con el Global Forecast System (GFS) del NWS , que tiene una duración de 16 días, el Integrated Forecast System (IFS) del ECMWF , que tiene una duración de 10 días, el Naval Research Laboratory Navy Global Environmental Model (NAVGEM), que tiene una duración de ocho días, el modelo unificado de la Met Office del Reino Unido , que tiene una duración de siete días, y el ICON (ICOsahedral Nonhydrostatic) del Deutscher Wetterdienst , que tiene una duración de 7,5 días, es uno de los modelos globales de mediano alcance de uso general. [ cita requerida ]
El modelo operativo del GEM, conocido como Sistema Global de Predicción Determinista (GDPS), está actualmente operativo para el ciclo global de asimilación de datos y la previsión a medio plazo, el ciclo de aceleración de la asimilación de datos regional y la previsión a corto plazo. Las previsiones de mesoescala (distribuidas bajo los nombres de sistema regional de predicción determinista o RDPS para la malla más gruesa, disponible para toda América del Norte y sistema de predicción determinista de alta resolución o HRDPS para la malla más fina, disponible solo en Canadá) se producen durante la noche y están disponibles para los pronosticadores operativos. Un número cada vez mayor de aplicaciones meteorológicas se basan ahora en el modelo GEM o lo utilizan. La salida del GEM se envía a 10 días, a la par de la salida pública del Sistema Europeo de Previsión Integrada .
La variante de conjunto del GEM se conoce como Sistema de Predicción de Conjunto Global (GEPS). Tiene 20 miembros (más el control ) y funciona durante 16 días, el mismo rango que el sistema de pronóstico global estadounidense . El GEPS funciona junto con el conjunto GFS para formar el Sistema de Pronóstico de Conjunto de América del Norte . Un sistema de predicción de conjunto regional (REPS), que cubre América del Norte y también tiene 20 miembros más el control, funciona durante 72 horas.
El modelo GEM se ha desarrollado para satisfacer las necesidades operativas de pronóstico meteorológico de Canadá para los próximos años. Estas incluyen actualmente pronósticos regionales de corto plazo, pronósticos globales de mediano plazo y asimilación de datos. En el futuro, incluirán pronósticos inmediatos a escalas intermedias y pronósticos dinámicos de largo plazo en escalas de tiempo mensuales a estacionales. La esencia del enfoque es desarrollar un modelo único altamente eficiente que pueda reconfigurarse en tiempo de ejecución para que funcione globalmente con una resolución uniforme (con una resolución posiblemente degradada en el "otro" hemisferio), o para que funcione con una resolución variable sobre un dominio global de modo que la alta resolución se concentre en un área de interés.
La dinámica del modelo GEM operacional se formula en términos de las ecuaciones primitivas hidrostáticas con un terreno que sigue la coordenada vertical de presión (h). La discretización temporal es un esquema semilagrangiano implícito de dos niveles temporales . La discretización espacial es una formulación de puntos de cuadrícula de Galerkin en una cuadrícula C de Arakawa en la horizontal (lat-lon) y una discretización vertical no escalonada . La malla horizontal puede ser de resolución uniforme o variable y, además, puede rotarse arbitrariamente; la malla vertical también es variable. La difusión horizontal explícita es -2 en todas las variables de pronóstico.
El modelo GEM operativo está interconectado con un conjunto completo de parametrizaciones físicas, que actualmente incluyen:
La siguiente etapa del desarrollo del modelo GEM es evaluar la versión no hidrostática para aplicaciones de mesoescala donde el supuesto hidrostático no es válido. Está previsto que le siga la versión de área limitada (límite abierto). La versión de memoria distribuida de GEM está casi terminada, [ ¿cuándo? ] es un importante esfuerzo de recodificación que se basa en una interfaz de comunicación desarrollada localmente que actualmente utiliza la Interfaz de Paso de Mensajes . La investigación sobre el rendimiento de diferentes esquemas de superficie terrestre como ISBA (Interacción Suelo-Biosfera-Atmósfera) y CLASS ( Esquema Canadiense de Superficie Terrestre ) está avanzando. [ ¿cuándo? ]
La estrategia está avanzando hacia un sistema unificado de asimilación y previsión de datos, en cuyo núcleo se encuentra un único modelo numérico multipropósito y multiescala.
Los datos de los modelos de pronóstico canadienses, como el GEM, están protegidos por los derechos de autor de la Corona canadiense , pero se publican bajo una licencia libre si se atribuyen correctamente a Environment Canada. [1] Por ello, varios sitios no oficiales redistribuyen los datos del GEM, incluidos el GDPS y el GEPS.