Nagyfelbontású magassági szélklimatológiai információk dinamikai elıállítása

Átírás

1 Nagyfelbontású magassági szélklimatológiai információk dinamikai elıállítása Szépszó Gabriella Országos Meteorológiai Szolgálat Éghajlati Osztály, Klímamodellezı Csoport Együttmőködési lehetıségek a hidrodinamikai és légkördinamikai modellezésben június 21.

2 TARTALOM 1. Motiváció, bevezetés 2. Módszertan 3. Eredmények 4. Összefoglalás, kitekintés

3 Motiváció Pontos szél-információ szolgáltatása az azt felhasználó különbözı partnereink számára A szélerımővek tervezésénél (pl. a helyszín megválasztásánál) a felszínközeli légrétegek szélviszonyainak pontos ismerete alapvetı A szélinformáció az erımővek rotor-magasságában, a méteres magassági rétegben fontos június 26. Együttmőködési lehetıségek a hidrodinamikai és légkördinamikai modellezésben 3

4 Cél A határréteg átlagos szélviszonyainak feltérképezése Megvalósítás: hosszabb múltbeli idıszak alapján Probléma: Kiindulás: a legtöbb mérés a felszín közelében (10 méteren) található, de azok is szabálytalanul, nem homogén sőrőségben Az alsóbb légrétegek szélviszonyait erısen befolyásolják a felszíni jellemzık, például a domborzat nagy térbeli változékonyság június 26. Együttmőködési lehetıségek a hidrodinamikai és légkördinamikai modellezésben 4

5 Magyarországi felszíni mérıhálózat június 26. Együttmőködési lehetıségek a hidrodinamikai és légkördinamikai modellezésben 5

6 Az OMSZ-nál alkalmazott módszerek 1. Felszíni méréseken alapuló módszerek: a felszíni mérésbıl valamilyen szélprofil felhasználásával következtetés a magasabb szintek szélmezıjére Legközelebbi mérési pontból mérési idısor (WaSP) pontszerő információ, a mérési pont távol lehet A felszíni mérıhálózat adatainak interpolációja (MISH) térbeli információ, bizonyos magasságig használható 2. Modellezésen alapuló módszer: múltra vonatkozó globális (felszíni és magassági) rácsponti adatbázis dinamikai leskálázása numerikus modellek segítségével térbeli információ, magasabb szinteken használható június 26. Együttmőködési lehetıségek a hidrodinamikai és légkördinamikai modellezésben 6

7 Dinamikus módszer Kiindulási adatok: ERA-40 re-analízisek Meteorológiai változók a Földet lefedı 3-dimenziós rácson Elıállításukhoz mérési információkat és pontos modellelırejelzéseket használtak fel Térbeli felbontás: 125 km 60 függıleges szint Hatórás idıbeli felbontás az idıszakra Csak az áramlás nagyskálájú jellemzıit írják le Leskálázás az ALADIN modellel Részletesebb felbontás A felszíni jellemzık (pl. domborzat) és folyamatok pontosabb leírása Korlátos tartományú Spektrális Hibrid vertikális koordináták Hidrosztatikus Szemi-Lagrange módszer június 26. Együttmőködési lehetıségek a hidrodinamikai és légkördinamikai modellezésben 7

8 A leskálázás lépései 125 km 45 km 5 km 15 km Speciális utó-feldolgozás június 26. Együttmőködési lehetıségek a hidrodinamikai és légkördinamikai modellezésben 8

9 A leskálázás lépései 125 km 45 km 5 km 15 km Speciális utó-feldolgozás június 26. Együttmőködési lehetıségek a hidrodinamikai és légkördinamikai modellezésben 9

10 A leskálázás hatása a pillanatnyi szélmezıre 125 km 45 km 5 km 15 km június 26. Együttmőködési lehetıségek a hidrodinamikai és légkördinamikai modellezésben 10

11 Utolsó lépés: speciális utó-feldolgozás Új légköri információ nélkül, pusztán a nagyobb felbontású domborzat figyelembevételével állítunk elı pontosabb szélmezıt (Žagar, 1999) Egyszerősített és rövid modellfuttatás Lépései: 1. Interpoláció finomabb rácsra, 2. Kvázi-adiabatikus 30-perces integrálás, éppen elég ahhoz, hogy a szél adaptálódjon a részletesebb domborzathoz dinamikai adaptáció Csak a felszín közelében hatással bíró folyamatok (pl. a kondenzáció, a csapadékképzıdés nem) Elıny: finom felbontású szélmezı nem-hidrosztatikus modellfuttatás és (fejlesztés) nélkül június 26. Együttmőködési lehetıségek a hidrodinamikai és légkördinamikai modellezésben 11

12 A dinamikai adaptáció hatása Utó-feldolgozás elıtt Utó-feldolgozás után Használhatóság: összetett domborzat felett, dinamikailag kormányzott áramlásnál június 26. Együttmőködési lehetıségek a hidrodinamikai és légkördinamikai modellezésben 12

13 A dinamikai adaptáció hatása Utó-feldolgozás elıtt Utó-feldolgozás után Használhatóság: összetett domborzat felett, dinamikailag kormányzott áramlásnál június 26. Együttmőködési lehetıségek a hidrodinamikai és légkördinamikai modellezésben 13

14 Feldolgozás, kiértékelés Eredmény: a teljes idıszakra hatóránként a finomabb domborzathoz adaptált pontosabb szélmezı (szélsebesség komponensek) 7 magassági szinten ( m) Validáció csak a felszín közelében (10 méteren), magasabb szinteken a múltra nem áll rendelkezésre elég mérés: Mezıszerően: rácsponti megfigyelési adatbázissal Pontszerően: állomási adatsorokkal Összevetés más módszerek hasonló eredményeivel június 26. Együttmőködési lehetıségek a hidrodinamikai és légkördinamikai modellezésben 14

15 Validáció 10-méteres mérésekkel Sopron Debrecen tavasz éves Megfigyelés A dinamikus módszer többnyire fölülbecsli az átlagos felszíni szélerısséget 0,5-1,5 m/s mértékben. Szimuláció június 26. Együttmőködési lehetıségek a hidrodinamikai és légkördinamikai modellezésben 15

16 Összevetés más módszerekkel Dinamikai módszer 75 m, Összetett domborzat hatása Interpolációs módszer 75 m, Szeles területek Alföldi lokális maximum június 26. Együttmőködési lehetıségek a hidrodinamikai és légkördinamikai modellezésben 16 Forrás: Szentimrey, Bihari és Birszki 2006

17 Összevetés más módszerekkel Klimatológiai leskálázás ALADIN dinamikai adaptáció Felbontás: 5 km; határfeltétel: ERA40 Igazi klíma-szimuláció ALADIN-Climate Felbontás: 10 km; határfeltétel: ERA40 A rövidtávú modell nagyobb átlagos szélsebességeket jelez június 26. Együttmőködési lehetıségek a hidrodinamikai és légkördinamikai modellezésben 17

18 Felhasználói igények június 26. Együttmőködési lehetıségek a hidrodinamikai és légkördinamikai modellezésben 18

19 Összefoglalás A numerikus modellezés segítségével az átlagos szélviszonyok megismerése olyan pontokban és magasságokban, ahol egyéb információval nem rendelkezünk Módszer: a globális jellemzıket leíró adatbázis leskálázása több lépésben Magyarországra az ALADIN modellel Az ALADIN modell finom felbontása és pontosabb felszíni leírása révén elıáll a részletesebb domborzathoz igazított szélmezı A módszer a szélmezı térbeli szerkezetét megfelelıen visszaadja, a felszínközeli (10-méteres) szélerısséget kissé felülbecsli, elsısorban a magasabb (50 méter feletti) szinteken használható június 26. Együttmőködési lehetıségek a hidrodinamikai és légkördinamikai modellezésben 19

20 Kitekintés Dinamikai adaptáció az operatív elırejelzésekben is (rövidtávú szél-elırejelzések szélerımőveknek) A dinamikai adaptációval készült operatív szél-elırejelzések kiértékelése magasabb szintek szélméréseivel Vizsgálatok a magyarországi éghajlati viszonyok jövıbeli változására regionális éghajlati modellezés Két modell (OMSZ): ALADIN-Climate és REMO Szint: 10 m, idıszak: 3 hónap Hely: Mosonszolnok-Levél Szint: 80 m, idıszak: 7 hónap június 26. Együttmőködési lehetıségek a hidrodinamikai és légkördinamikai modellezésben 20 Szépszó & Horányi, 2010

21 További információ Kutatási tevékenység: Hazai projektek: Cikk a magassági mérésekkel való kiértékelés eredményeirıl: Szépszó & Horányi, 2010, Idıjárás 114, 1 2 Tudományos ismeretterjesztı kiadványok: Szélklimatológiai kiadvány Sprinter kiadó: Megújuló energiák június 26. Együttmőködési lehetıségek a hidrodinamikai és légkördinamikai modellezésben 21

22 Köszönöm a figyelmet!