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The Mesoscale Compressible Community (MC2) model [1], devoted for weather forecasting and used in the Wind Energy Simulation Toolkit (WEST) [2], performs well for simulations over flat, gentle and moderate terrain slopes but is subject to numerical instability and strong spurious flows in presence of steep topography. To remove its inherent computational mode and reduce the wind overestimation due to terrain-induced numerical noise, a new semi-implicit (N-SI) scheme [3] was implemented to discretize and linearize the non-hydrostatic Euler equations with respect the mean values of pressure and temperature instead of arbitrary reference state values, redefining as well the buoyancy to use it as the thermodynamic prognostic variable. Additionally, the climate-state classification of the statistical-dynamical downscaling (SDD) method [4] is upgraded by including the Brunt-Väisälä frequency that accounts for the atmospheric thermal stratification effect on wind flow over topography. The present study provides a real orographic flow validation of these numerical enhancements in MC2, assessing their individual and combined contribution for an improved initialization and calculation of the surface wind in presence of high-impact terrain. By statistically comparing the wind simulations with met-mast data, obtained within the Whitehorse area of the Canadian Rocky Mountains, it is confirmed that these numerical enhancements may reduce over 40 percent of the wind overestimation, thus, attaining more accurate results that ensure reliable wind resource assessments over complex terrain.

Debido a la variabilidad natural del viento y su fuerte dependencia en las condiciones atmosféricas locales, es necesario realizar evaluaciones exhaustivas del recurso eólico para determinar cuánta energía se puede generar en un sitio determinado [1]. Habitualmente se requiere utilizar modelos avanzados con capacidad de simulación multiescala de alta resolución para los proyectos eólicos onshore instalados sobre terreno complejo. Para tal propósito se adaptó y validó un método mejorado de simulación a gran escala (Large-Eddy Simulation, LES) en el modelo atmosférico no hidrostático MC2 de Environment Canada [2-3]. Dicha implementación ha sido validada modelando numéricamente el viento estratificado para casos típicos sobre terreno plano y montañoso, a partir de los cuales se ha comprobado que el nuevo método multiescala entrega muy buenos resultados al compararlos con otros modelos que cuentan con métodos computacionalmente intensivos [4-5]. Este modelo avanzado ahora cuenta con la capacidad de resolver estructuras multiescala del viento utilizando nuevos esquemas de inicialización y discretización que permiten una modelación numérica precisa y estable en presencia de topografía de gran impacto [6-7]. El modelo resultante puede ser utilizado para la evaluación del potencial eólico a nivel local, nacional y regional, asegurando la reducción del error numérico por sobreestimación del viento en sitios montañosos, un problema común de este tipo de herramientas computacionales. Dichos avances científicos en modelación numérica del viento aportan al estudio detallado de la instalación de parques eólicos en acantilados y cordilleras donde se espera una aceleración natural del viento. Palabras clave: Simulación multiescala, viento, terreno complejo, modelo atmosférico, proyectos eólicos.

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