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04 de Noviembre de 2021
ACTAS 004/2021 - Revisión 004
Reunión del Comité Científico del Modelo Comunitario del Sistema Tierra Unificado. A las 9:00 horas del 4 de noviembre de 2021, representantes del INPE (Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales), INMET (Instituto Nacional de Meteorología), UFCG (Universidad Federal de Campina Grande), CENSIPAM (Centro de Gestión y Operación del Sistema de Protección de la Amazonía), ITA (Instituto Tecnológico de Aeronáutica), INPA (Instituto Nacional de Investigaciones de la Amazonía), UFSM (Universidad Federal de Santa María), USP (Universidad de São Paulo), LNCC (Laboratorio Nacional de Computación Científica), UFMS (Universidad Federal de Mato Grosso do Sul) y UFRJ (Universidad Federal de Río de Janeiro) se reunieron virtualmente, con el objetivo de dar continuidad al trabajo del Comité Científico del Modelo Comunitario del Sistema Tierra Unificado (MCSTU) 1 . Estas actas registran la reunión y reúnen la información ingresada en el chat, como enlaces e información relevante para las discusiones mantenidas. Tras la apertura de la reunión, realizada por Saulo Freitas y Pedro Dias, este documento se orienta según las directrices establecidas por Saulo Freitas para la conducción de la reunión.
Apertura
Saulo Freitas inicia la reunión dando la bienvenida a los participantes y luego presenta los temas que se tratarán:
- Breve informe sobre las actividades de coordinación del Comité Científico (CC);
- El proceso de elección del nombre del Modelo Comunitario del Sistema Terrestre Unificado (presentación del informe de Saulo Freitas/INPE y Pedro Dias/USP);
- El futuro de la asimilación de datos (presentación del informe a cargo de João Gerd/INPE);
- Informe de las reuniones del subcomité:
- Superficie y suelos continentales;
- Asimilación de datos;
- Comunicación del miembro del CC Ronald Buss/INPE;
- Próximas acciones.
Agenda 1 - Breve informe sobre las actividades de coordinación del Comité Científico (CC)
Saulo Freitas informa que se abrieron dos Términos de Apertura de Proyectos (TAP) en el INPE/MCTI: un TAP para MCSTU, con la perspectiva de R$ 50 millones por 10 años; y el otro TAP asociado a la compra de una supercomputadora y contratación de servicios de desarrollo (a través del Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico - FNDCT ): con la perspectiva de R$ 30 millones (para becas, servicios y costos) por 4 años y R$ 170 millones (incluyendo la nueva supercomputadora, un centro de datos e infraestructura de energía y refrigeración). Informa que en este momento, el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación ( MCTI ) está preparando un término de ejecución presupuestaria a través de ( FINEP ), pero hay incertidumbre con respecto al Ministerio de Economía ( ME ). También hubo la producción de informes y reuniones con el Operador Nacional del Sistema ( ONS ) sobre la crisis del agua. Los siguientes arreglos fueron hechos con la Coordinación General de Ciencias de la Tierra ( CGCT/INPE ): 50% de la capacidad del cluster EGEON será reservada exclusivamente para el desarrollo del MCSTU (2 mil núcleos); 50% de la carga de trabajo del grupo de Procesamiento de Alto Rendimiento (PAD), que involucra a 3 empleados de la División de Modelado Numérico del Sistema Tierra - DIMNT /INPE) será reservada para el desarrollo del MCSTU; becas del Programa Institucional de Capacitación (PCI) del INPE a nivel de maestría para el desarrollo de los componentes de Física, Dinámica, Superficie, Asimilación de Datos, PAD y Evaluación de Modelos. Saulo Freitas también informa que se están realizando acciones con el Laboratorio Nacional de Computación Científica ( LNCC ) para acceso a los servicios del PAD. Menciona la presentación del proyecto MCSTU en el evento del 51º aniversario del INPE en Cachoeira Paulista, que contó con la presencia del representante del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación ( MCTI ) y el director del INPE.
Agenda 2 - El proceso de elección del nombre del Modelo Comunitario del Sistema Terrestre Unificado
Saulo Freitas presenta los resultados del proceso de elección del nombre del modelo comunitario. Menciona que se sugirieron 9 nombres y 24 personas votaron, e informa que el nombre "BRACES" recibió la mayor cantidad de votos. Comenta que el nuevo nombre para el modelo comunitario aún no es adecuado. Agrega que, para atraer socios internacionales, el nombre no debe aludir al país de origen, y que no es tradición incluir nombres de países en los nombres de los modelos, ya que esto inhibe la atracción de socios, especialmente de Latinoamérica. Pedro Dias complementa esto citando el caso del modelo brasileño desarrollado en el Sistema de Modelado Atmosférico Regional ( BRAMS ). Comenta que reflexionó sobre el significado de la palabra "braces" en inglés, que puede tener diferentes significados, y que, por esta razón, cuestiona si este nombre es adecuado para un modelo numérico. Comenta el significado del nombre "MONAM", que indica una relación con los dioses indígenas de Sudamérica. Menciona que el nombre "COMMUTES" es interesante y que, en inglés, muestra conexiones con el "espíritu" del modelado. Comenta que el nombre "BRUMA" se refiere más al aspecto ambiental. Concluye que los nombres "COMMUTES" y "MONAM" son más apropiados para el nombre de un modelo numérico. Tras la publicación de los resultados, Saulo Freitas y Pedro Dias inician la conversación con los miembros del CC.
Enio Souza comenta que, dados los argumentos presentados, se debería elegir entre los nombres "COMMUTES" y "MONAM". Revelan que votó por el nombre "MONAM". Sostienen que su elección se justifica por el razonamiento detrás del nombre, que no hace referencia explícita a ningún aspecto específico del modelo, además de ser fácil de pronunciar. Comentan que la explicación del nombre del modelo contiene una invocación positiva (cuyo contexto es indígena y ambiental) y que esto es importante, especialmente para las próximas décadas.
Marcia Yamasoe, en el chat, comenta sobre el nombre "MONAN", mostrando preocupación por posibles asociaciones con figuras folclóricas. Ronald Buss comenta que envió una sugerencia que no fue considerada por no enviarla a tiempo. En su opinión, los nombres de los modelos no pueden referirse únicamente a la parte meteorológica. Coincide en que el nombre no debe incluir el nombre del país, sino que debe ser simple e indicar la función del modelo. Menciona el Modelo Brasileño del Sistema Terrestre ( BESM ) y sugiere que el nombre sea Modelo del Sistema Terrestre (ESM, sin la letra B). Comenta que el nombre "MONAM" no representa nuestra alineación cultural con los pueblos indígenas. Añade que debe asumirse que el nombre refleja de forma básica y directa su funcionalidad esencial. Al compararlo con los nombres de otros modelos, se observa que no es necesario que el nombre del modelo refleje los aspectos comunitarios, unificados y brasileños. Se concluye que el acrónimo puede posteriormente vincularse con el país o institución de origen, como es el caso de varios modelos del Climate Model Intercomparison Project ( CMIP ).
Haroldo Fraga comenta que la elección del nombre es fundamental. Cita el ejemplo de los físicos que adoptaron nombres específicos para ciertas teorías de la física, lo que restó mérito a sus autores. Añade que, por esta razón, conviene dedicar más tiempo a definir el nombre del modelo.
Marcia Yamasoe amplía su declaración inicial diciendo que la propuesta del nombre "MONAM" le pareció interesante, pero que la asociación con figuras folclóricas podría no ser positiva. Añade que, en lugar de "BRACES", podría ser el Modelo Climático Latinoamericano del Sistema Terrestre (LACES). Saulo Freitas comenta que es una buena idea, pero que hasta el momento no hay colaboradores internacionales. Haroldo Fraga coincide con Saulo Freitas. Luiz Cândido, vía chat, sugiere que, dadas las bases establecidas, sería mejor realizar una nueva ronda de propuestas para la elección del nombre. Saulo Freitas coincide y refuerza la idea de realizar una nueva ronda de propuestas para el nombre del modelo comunitario. Haroldo Fraga también coincide con la propuesta de Luiz Cândido.
Antônio Manzi sugiere que, por ahora, se puede mantener el acrónimo actual y que se considere una opción que represente mejor el modelo comunitario. Sugiere que, además de que el nombre del modelo no haga referencia alguna a Brasil, una de las reglas debería ser que el nombre contenga el Modelo del Sistema Terrestre (MES).
Ronald Buss, vía chat, coincide con Antônio Manzi. Haroldo Fraga coincide con la afirmación inicial de Pedro Dias de que el nombre debe elegirse con precisión y que su significado en inglés también debe ser bien pensado para evitar connotaciones negativas. Coincide con una segunda ronda de sugerencias de nombres. Comenta que no tiene restricciones en cuanto a las referencias indígenas.
Luiz Flávio comenta que elegir un nombre es especialmente importante para el equipo de computación, ya que a partir de esta elección se sentarán las bases del modelo en los repositorios. Añade que es importante definir pronto el nombre del modelo comunitario para que los trabajadores puedan empezar y evitar futuras dificultades.
Ronald Buss cita la Figura 3 de Casagrande et al. (2021) con una lista de 20 acrónimos de modelos del sistema terrestre. Saulo solicita que la lista se envíe a Fabielle Alves para su difusión entre los miembros del CC.
Pedro Peixoto, vía chat, comparte un enlace con una lista de siglas que la American Meteorological Society ( AMS ) recomienda para sus publicaciones e indica la sección "Modelos climáticos, meteorológicos, oceanográficos y otros" de la lista.
Enio Souza defiende el nombre "MONAM" y comenta que las personalidades folclóricas recordadas por Marcia Yamasoe son parte de nuestra cultura y que ese no es un tema relevante.
Joaquim Costa, vía chat, sugiere el nombre "MODEST".
Saulo Freitas concluye diciendo que se solicitará una nueva encuesta para elegir el nuevo nombre del modelo comunitario.
João Gerd, vía chat, sugiere que cada persona puede votar por más de un nombre.
Agenda 3 - El futuro de la asimilación de datos
João Gerd comienza su presentación discutiendo la asimilación de datos, con el objetivo de introducir los conceptos principales a todos los miembros del CC. Luego discute el uso del Esfuerzo Conjunto para la Integración de la Asimilación de Datos ( JEDI ), que es un esfuerzo comunitario para asimilar datos para su uso con varios modelos numéricos. Menciona que para diferentes componentes, en general, hay sistemas de asimilación de datos que son distintos entre sí y que con JEDI, el objetivo es superar las diferencias entre estos sistemas. También menciona que los sistemas modernos de asimilación de datos son demasiado complejos para que una sola persona los domine sola. Agrega que la modernización del software aumenta la velocidad de los desarrollos futuros, además de facilitar el mantenimiento y aumentar la portabilidad y la eficiencia. Además, la modernización del software reduce la duplicación de esfuerzos entre los socios del Centro Conjunto para la Asimilación de Datos Satelitales ( JCSDA ), especialmente en la inclusión de nuevas observaciones y la implementación de nuevos algoritmos. Añade que las metodologías empleadas por JEDI permiten tratar todos los componentes del sistema Tierra dentro de un mismo sistema de asimilación de datos, lo que facilita la transición entre investigación y operaciones (Operations to Research to Operations - O2R2O ). Comenta el componente Object-Oriented Prediction System ( OOPS ), que es la base de JEDI. Originalmente desarrollado por el Centro Europeo de Predicciones Meteorológicas a Medio Alcance ( ECMWF ), OOPS es una capa de abstracción de JEDI, en la que se implementan algunas clases que se aplican en diferentes tipos de algoritmos y modelos numéricos, algo llamado separación de conceptos. Menciona las principales diferencias entre Gridpoint Statistical Interpolation ( GSI ) y JEDI en cuanto al operador de observación, las dificultades y el coste que supone trabajar con cada sistema: para GSI, es necesario modificar el sistema de asimilación de datos en su conjunto, para que funcione con un nuevo modelo numérico. Esto no es necesario en JEDI, que tiene implementaciones genéricas y hace que el usuario simplemente envíe las predicciones del modelo numérico en el formato JEDI estándar.
Pedro Dias interviene y menciona la importancia del operador de observación. Comenta que el tema parece simple, pero en realidad no lo es. Argumenta que es necesario comprender muy bien el modelo para transformar las predicciones en radiancias, que es lo que mide el satélite. Añade que esto requiere un equipo con un buen conocimiento del modelo y del proceso de asimilación de datos. Menciona que este es un factor que ha retrasado la implementación del sistema de asimilación de datos en Brasil y que lo que faltaba era la interacción entre estos dos equipos (modelado numérico y asimilación de datos). Concluye que esto debería servir de ejemplo para el desarrollo del MCSTU.
Haroldo Fraga menciona los errores cometidos en el pasado y afirma que la asimilación de datos es el proceso que une a todos en el proceso de modelado. Para la asimilación, se necesitan datos de observación. A veces, los datos están disponibles, pero a menudo se desconoce su calidad y, por lo tanto, no se asimilan. Comenta que esto debe hacerse automáticamente y que este es un punto que debe evaluarse. Se trata de un tema fundamental que nunca se ha abordado. Ronald Buss, a través del chat, coincide con Haroldo Fraga y comenta que este es uno de los principales problemas de los datos oceanográficos.
João Gerd coincide en la importancia de estos puntos y en que el proceso de control de calidad de los datos de observación está automatizado porque alguien lo programó. Añade que los datos satelitales son los más abundantes y que se necesita un especialista en este campo para trabajar con ellos. Comenta sobre los operadores de observación que ya están implementados en JEDI y que JEDI está siendo desarrollado por la agencia de datos satelitales JCSDA, cuyo interés reside en que los datos se utilicen en el modelado numérico.
Pedro Dias pregunta si los datos que no están en el Sistema Global de Telecomunicaciones ( SMT ) también pueden ser asimilados por JEDI.
João Gerd comenta sobre la Interfaz de Acceso a Datos de Observación ( IODA ) y sus interfaces genéricas, que pueden utilizarse para incluir otros tipos de datos y sobre la implementación de procedimientos de control de calidad.
Haroldo Fraga cuestiona si alguien ya domina este sistema, argumentando que es necesario conocer el sistema para desarrollar la capacidad de asimilar datos de observación sobre Brasil que no están disponibles a través del GTS.
João Gerd comenta que la JCSDA ha estado ofreciendo cursos y capacitación sobre JEDI ( Academia JEDI ), donde se explican y capacitan todos los componentes de JEDI. Menciona que la capacitación es independiente del modelo, destaca la metodología de desarrollo abierta del sistema y ofrece soporte para los desarrollos necesarios. Concluye que estos enfoques de desarrollo de JEDI son importantes para ellos, ya que los usuarios también contribuyen al desarrollo del código.
Haroldo Fraga pregunta si hay alguien asignado para preparar los datos para el proceso de asimilación y menciona que es necesario contar con personal especializado en este tema para prestarle la debida atención. Saulo Freitas coincide con el punto planteado por Haroldo Fraga. Carlos Bastarz, vía chat, añade un enlace y comenta que deberíamos informarnos sobre el funcionamiento del sistema y que el JCSDA/JEDI puede orientarnos sobre temas específicos.
João Gerd argumenta sobre la necesidad de especialistas en datos de observación y cita la historia de esta cuestión en la asimilación de datos del CPTEC y el mayor enfoque dado al aspecto de modelado numérico del centro, en contraste con las necesidades respecto al tratamiento de observaciones satelitales para su uso en la asimilación de datos.
Pedro Dias interviene y menciona que, en la historia de CPTEC, existía un grupo de análisis de datos que contribuía a la construcción de sistemas de control de calidad. Con el tiempo, esta función evolucionó hacia otras actividades y el objetivo inicial quedó relegado. Añade que el personal de modelado se preocupó más por los modelos en sí y no por las interfaces entre el modelo y el sistema de asimilación de datos, que son tan importantes como el modelo.
João Gerd comenta sobre el proceso de control de calidad de las observaciones y menciona el proceso de verificación de compañeros, en referencia al comentario de Pedro Dias sobre la necesidad de mejorar estos procesos. Carlos Bastarz, a través del chat, menciona un artículo que debate sobre la mejora de los procesos de control de calidad de las observaciones.
Antônio Manzi interviene y comenta la necesidad de controlar la calidad de los datos satelitales para su uso en la asimilación de datos. Sugiere la creación de un grupo de datos intermedios en la División de Sensores Satelital y Meteorológicos (DISSM) 2 , para que sus actividades actuales también puedan continuar en el desarrollo de nuevos productos a partir de nuevos satélites. Otro aspecto destacado por Antônio Manzi es la función de un grupo de pronóstico que pueda monitorear los pronósticos numéricos para contribuir al desarrollo del modelo. Para ambas propuestas, Antônio Manzi enfatiza la necesidad de debatirlas.
João Gerd menciona que el uso de observaciones sintéticas es una herramienta importante para cuantificar el impacto de los sistemas de observación en la calidad de los análisis. Añade que DISSM es el grupo más grande de expertos en satélites y que es necesario aprovechar el conocimiento de este grupo para las actividades relacionadas con los datos satelitales en la asimilación de datos.
Haroldo Fraga interviene y argumenta que es necesario presentar la demanda de esta actividad para solicitar los datos que posee el grupo satelital y realizar las pruebas necesarias para su asimilación. Comenta que, si bien esta iniciativa es necesaria, requiere coordinación para ser efectiva en el ámbito operativo. Pedro Dias comenta la oportunidad de que el modelado numérico también contribuya a las actividades de desarrollo de productos satelitales. Menciona que el modelado puede indicar la demanda de productos de teledetección que puedan asistir en el modelado numérico. Argumenta que la asimilación de datos es tan importante como el modelado numérico y que es esencial desarrollar productos satelitales que proporcionen información útil para mejorar los pronósticos.
João Gerd comenta sobre otros componentes de JEDI, como la Interfaz para Datos Observacionales ( IODA ), OOPS y el Operador Avanzado Unificado ( UFO ). Habla de la portabilidad del sistema, que puede ejecutarse en contenedores en sistemas como estaciones de trabajo, portátiles, en la nube y en entornos de Computación de Alto Rendimiento (HPC).
Pedro Dias comenta que la presentación de João Gerd fue fundamental para comprender la complejidad e importancia de la asimilación de datos. Añade que este tema se enmarca en la filosofía del grupo, que es la idea de utilizar las herramientas disponibles, como JEDI.
Saulo Freitas refuerza su compromiso de trabajar con el grupo de asimilación de datos y que sin las condiciones iniciales adecuadas no será posible alcanzar los objetivos del MCSTU.
Otros asuntos
Haroldo Fraga comenta que existe una versión del modelo BRAMS disponible en forma de contenedor .
Ronald Buss informa sobre las actividades del subcomité de océanos y criosfera. Comenta que, según las discusiones del grupo, hay consenso en que la prioridad debería ser resolver la escala de tiempo meteorológica. Desde una perspectiva climática, esto será más lento para un modelo del sistema terrestre. Desde una perspectiva oceanográfica, la asimilación de datos no solo se resuelve con datos satelitales. La Red de Observación y Modelado Oceanográfico ( REMO ) es un ejemplo de esto, debido a la forma en que maneja las observaciones. Cita los ejemplos de aplicaciones de los modelos HYbrid Coordinate Ocean Modeling Model ( HYCOM ) y Regional Ocean Modeling System ( ROMS ) para estudios acoplados océano-atmósfera en la escala de tiempo, que no son los mismos que los aplicados a los estudios de procesos oceánicos en la escala climática, como la aplicación del Modular Ocean Model 6 ( MOM6 ) en el contexto del desarrollo del Modelo Brasileño del Sistema Terrestre ( BESM ). Comenta que se deben priorizar estas dos escalas y que la aplicación de estos modelos aún debe discutirse en el subcomité. Añade que existen pocos grupos que han trabajado con modelos oceánicos regionales, pero que los miembros del subcomité han interactuado con ellos. Además, existen otros grupos que han trabajado con la interacción entre los procesos oceánicos, atmosféricos y de hielo marino, y que estos procesos son más importantes para la representación de fenómenos climáticos estacionales que influyen en el clima de Brasil. Añade que, en la asimilación de datos, es importante identificar los procesos que deben dominarse para que los datos relevantes puedan asimilarse.
Saulo Freitas valora el informe presentado por Ronald Buss y comenta que cada subcomité debe definir claramente sus demandas, ya que es necesario aportar recursos al MCSTU. Se debe considerar toda la información proporcionada para aprovechar las oportunidades de prospección de recursos. Invita a Ronald Buss a detallar su informe en la próxima reunión del CC.
Ronald Buss comenta que la Secretaría de la Comisión Interministerial de Recursos Marinos ( SECIRM ) de la Marina de Brasil ( MB ) anunció un acuerdo con la Coordinación para el Perfeccionamiento del Personal de Nivel Superior ( CAPES ) para proyectos en el área de ciencias marinas (hasta 10 proyectos financiados con hasta R$1 millón cada uno). Comenta que esta es una oportunidad para implementar una acción directa para que parte de estos recursos se utilice en proyectos de modelado acoplado océano-atmósfera, lo cual podría ser de interés para la SECIRM, ya que está coordinada por la MB.
Saulo Freitas agradece a todos por la presencia y cierra la reunión.
Acciones para la próxima reunión
- Conversatorio con la Fundación de Investigación de São Paulo ( FAPESP );
- Reuniones internas con el Programa de Postgrado en Meteorología ( PGMET ) y DIMNT del INPE sobre el papel de estos órganos en el desarrollo del MCSTU;
- Reunión del subcomité de atmósfera;
- Reunión del Subcomité de Océanos/Crioesfera;
- Exigencias de la Marina de Brasil (
MB
) y del Instituto Nacional de Meteorología (
INMET
) para el MCSTU (cuáles son los requisitos que debe tener el MCSTU):
- INMET: Francisco Quixaba;
- Armada de Brasil: Flávia Rodrigues.