Dos de los problemas medioambientales más graves y comunes en las ciudades españolas son la contaminación del aire en presencia de una fuerte inversión térmica, y el estrés térmico durante las olas de calor. Comprender y modelizar estas situaciones es particularmente importante para tomar decisiones sobre cómo actuar para reducir sus efectos sobre la población a corto, medio y largo plazo. Sin embargo, una correcta modelización de estas situaciones atmosféricas es desafiante principalmente por dos razones: 1) la dificultad en parametrizar el efecto de la turbulencia en situaciones fuertemente convectivas (olas de calor), o muy estables (inversiones) sobre una área con fuertes heterogeneidades superficiales como una ciudad, y 2) la dificultad en representar los intercambios de calor y momento entre superficies urbanas y atmósfera, debido a la complejidad de la estructura urbana y a la presencia de una fuerte componente antrópica . El objetivo del proyecto es doble: por un lado profundizar en la comprensión y modelizacion de estos episodios extremos, y por otro desarrollar técnicas que permitan transformar las salidas de los modelos numéricos en información útil para la toma de decisiones. Por su relevancia en el contexto nacional y por la frecuencia con la cual se repiten estos episodios, el proyecto se focaliza sobre la región de Madrid. El proyecto se compone de siete tareas. Las tres primeras son orientada al desarrollo y validación de modelos: 1) desarrollo de un nuevo esquema para parametrizar la turbulencia en modelos de mesoscala a alta resolución (menos de 1  km), para situaciones convectivas y de fuerte estabilidad térmica, 2) validación de la temperatura superficial estimada con la parametrizacion urbana BEP-BEM implementada en el modelo atmosférico WRF con medidas de satélite, y mejora de la parameterizacion si necesario, 3) validación del modelo de energética de edificios BEM, implementado en la parameterizacion urbana, con medidas de un edificio de CIEMAT, y mejora de la parameterizacion si necesario. Todos estos desarrollos nuevos se evaluaran para algunos episodios extremos del pasado sobre Madrid. Las restantes cuatro tareas son mas orientadas a la generación de información útil para la toma de decisión: 4) puesta a punto de una técnica de pos-procesado estadístico que permita, a partir de los errores detectados en simulaciones de situaciones análogas en el pasado, corregir las salidas de los modelos para mejorar los pronósticos a corto plazo de calidad del aire, estrés térmico y consumo eléctrico debido a sistemas de aire acondicionado, 5) preparación de un mapa de la isla de calor bioclimática (utilizando como índice bioclimáticos la PET -Physiological Equivalent Temperature- o el UTCI -Universal Thernal Climatic Index-) para Madrid a partir de las salidas del modelo meteorológico, 6) desarrollo de un modelo meteo y de calidad del aire que corra en Graphical Processor Units (GPU) a escala urbana para proporcionar pronósticos a corto plazo que guíen en la elección de diferentes medidas de emergencia, 7) simulación del clima urbano futuro bajos diferentes escenarios de cambio climático con el método de Pseudo-Downscaling. El equipo de investigación es compuesto por investigadores de CIEMAT, U. Autónoma y U. de Cantabria, y es integrado con investigadores de instituciones extranjeras (NCAR, Arizona State University), que participan en el equipo de trabajo. 

PALABRAS CLAVE: ola de calor, inversión térmica, área urbana, contaminación atmosférica, modelización mesoscala, cambio climático, pronostico calidad del aire.