A hosszúhullámú sugárzás stratocumulus felhőben történő terjedésének numerikus modellezése

Hasonló dokumentumok
A szilárd halmazállapotú csapadékelemek olvadásának számítógépes modellezése

A légköri sugárzás. Sugárzási törvények, légköri veszteségek, energiaháztartás

PÉCSI TUDOMÁNYEGYETEM Természettudományi Kar Földtudományi Doktori Iskola

A keveredési réteg magasságának detektálása visszaszóródási idősorok alapján

ÁLTALÁNOS METEOROLÓGIA 2.

Műholdképek használata a hazai szinoptikus gyakorlatban

Geresdi István, Németh Péter, Ács Ferenc Seres András Tamás, Horváth Ákos

Napsugárzás mérések az Országos Meteorológiai Szolgálatnál. Nagy Zoltán osztályvezető Légkörfizikai és Méréstechnikai Osztály

Troposzféra modellezés. Braunmüller Péter április 12

Felhı - sugárzás kölcsönhatás modellezése részletes mikrofizikai modellel

SKÁLAFÜGGŐ LÉGSZENNYEZETTSÉG ELŐREJELZÉSEK

METEOROLÓGIAI MÉRÉSEK és MEGFIGYELÉSEK

Meteorológiai Tudományos Napok 2008 november Kullmann László

A napenergia magyarországi hasznosítását támogató új fejlesztések az Országos Meteorológiai Szolgálatnál

Veszélyes időjárási jelenségek előrejelzésének repülésmeteorológiai vonatkozásai

Az olvadási réteg detektálása csapadékban felhőalapmérők visszaszóródási adatsoraiból

REGIONÁLIS KLÍMAMODELLEZÉS AZ OMSZ-NÁL. Magyar Tudományos Akadémia szeptember 15. 1

Kis skálájú fizikai folyamatok parametrizációja

A GLOBÁLIS MELEGEDÉS ÉS HATÁSAI MAGYARORSZÁGON

Zivatarok megfigyelése műholdadatok segítségével

A REMO modell és adaptálása az Országos Meteorológiai Szolgálatnál

A felhőzet hatása a Föld felszíni sugárzási egyenlegére*


IPCC AR5 Tények és jövőkép Globális és regionális változások

A debreceni alapéghajlati állomás, az OMSZ háttérklíma hálózatának bővített mérési programmal rendelkező mérőállomása

METEOROLÓGIAI MÉRÉSEK és MEGFIGYELÉSEK

óra C

NEUTRON SUGÁRZÁS ELLENI BIOLÓGIAI VÉDELEM VIZSGÁLATA MONTE CARLO MODELLEZÉSSEL

Új klímamodell-szimulációk és megoldások a hatásvizsgálatok támogatására

A jövő éghajlatának kutatása

A mérnöki módszerek alkalmazásának lehetőségei a hő- és füstelvezetésben

METEOROLÓGIAI MÉRÉSEK és MEGFIGYELÉSEK

A földfelszín és a növényzet megfigyelése műholdakról

METEOROLÓGIAI MÉRÉSEK és MEGFIGYELÉSEK

Az aeroszol részecskék és a stratocumulus felhők kölcsönhatása különböző típusú légtömegekben

A numerikus előrejelző modellek fejlesztése és alkalmazása az Országos Meteorológiai Szolgálatnál

A NAPSUGÁRZÁS MÉRÉSE

VAN-E KAPCSOLAT AZ UV-SUGÁRZÁS VÁLTOZÁSA ÉS A KLÍMAVÁLTOZÁS KÖZÖTT?

Agrometeorológiai mérések Debrecenben, az alapéghajlati mérıhálózat kismacsi mérıállomása

A debreceni városklíma mérések gyakorlati tapasztalatai

A debreceni alapéghajlati állomás adatfeldolgozása: profilok, sugárzási és energiamérleg komponensek

Az időjárás előrejelzés támogatása meteorológiai műholdak adataival

A JÉGESŐELHÁRÍTÁS MÓDSZEREI. OMSZ Időjárás-előrejelző Osztály

ÚJ LEHETŐSÉGEK A FELHŐFIZIKAI MODELLEZÉSBEN BIN MODELL. Sarkadi Noémi (1), Geresdi István (2)

Misztikus jelenségek hideg légpárnás időjárási helyzetekben. Kolláth Kornél Országos Meteorológiai Szolgálat

Ensemble előrejelzések: elméleti és gyakorlati háttér HÁGEL Edit Országos Meteorológiai Szolgálat Numerikus Modellező és Éghajlat-dinamikai Osztály 34

A GLOBÁLIS KLÍMAVÁLTOZÁS: Hazai hatások és válaszok

B z o ó L ász s l z M A A le l v e. v ta t g a O s r z s ágo g s o s Me M t e e t o e r o o r l o ógi g a i i a i Sz S o z l o g l ála l t a

Pelletek térfogatának meghatározása Bayes-i analízissel

GLOBÁLIS ÉS REGIONÁLIS SKÁLÁN IS VÁLTOZIK AZ ÉGHAJLAT. Bartholy Judit

A napsugárzás mérések szerepe a napenergia előrejelzésében

Regionális klímadinamikai kutatások: nemzetközi és hazai kitekintés. Meteorológiai Tudományos Napok, november 24. 1

Mennyit is késik? Troposzféra-modellezés a GNSSnet.hu rendszerében

ÚJ CSALÁDTAG A KLÍMAMODELLEZÉSBEN: a felszíni modellek, mint a városi éghajlati hatásvizsgálatok eszközei

Szórványosan előfordulhat zápor, akkor esni fog vagy sem?

A LÉGKÖRI SZÉN-DIOXID ÉS AZ ÉGHAJLAT KÖLCSÖNHATÁSA

Az AROME sekély konvekció parametrizációja magas felbontáson

Meteorológiai információk szerepe a vízgazdálkodásban

Részecske azonosítás kísérleti módszerei

Abszorpciós spektroszkópia

Kovács Mária, Krüzselyi Ilona, Szabó Péter, Szépszó Gabriella. Országos Meteorológiai Szolgálat Éghajlati osztály, Klímamodellező Csoport

Az állományon belüli és kívüli hőmérséklet különbség alakulása a nappali órákban a koronatér fölötti térben május és október közötti időszak során

AZ UV SUGÁRZÁS ALAKULÁSA HAZÁNKBAN 2015 NYARÁN, KÜLÖNÖS TEKINTETTEL A HŐHULLÁMOS IDŐSZAKOKRA

ÁLATALÁNOS METEOROLÓGIA 2. 01: METEOROLÓGIAI MÉRÉSEK ÉS MEGFIGYELÉSEK

A transznacionális vízgazdálkodás támogatása, a CarpatClim adatbázis. Bihari Zita Éghajlati Osztály, OMSZ

A diplomaterv keretében megvalósítandó feladatok összefoglalása

Nagyfeszültségű távvezetékek termikus terhelhetőségének dinamikus meghatározása az okos hálózat eszközeivel


A Balaton szél keltette vízmozgásainak modellezése

Kircsi Andrea, Hoffmann Lilla, Izsák Beatrix, Lakatos Mónika és Bihari Zita

A csillagközi anyag. Interstellar medium (ISM) Bonyolult dinamika. turbulens áramlások MHD

Felhőtető mikrofizikai tulajdonságainak vizsgálata a Himawari műhold adataival

Globális változások lokális veszélyek

METEOROLÓGIA. alapkurzus Környezettudományi BsC alapszakos hallgatóknak. Bartholy Judit, tanszékvezető egyetemi tanár

Légköri nyomanyagok nagytávolságú terjedésének modellezése

43. METEOROLÓGIAI TUDOMÁNYOS NAPOK. Mikro- és mezoskálájú légköri folyamatok modellezése MEGHÍVÓ

Általános klimatológia gyakorlat

A vízgazdálkodás meteorológiai paramétereinek operatív előrejelzése, igények és lehetőségek

PÉCSI TUDOMÁNYEGYETEM

A LUFFT GYÁRTMÁNYÚ FELHŐALAPMÉRŐ FELÉPÍTÉSE ÉS MŰKÖDÉSE

A HŐMÉRSÉKLET ÉS A CSAPADÉK HATÁSA A BÜKK NÖVEKEDÉSÉRE

A felszíni adatbázisok jelentősége Budapest hőszigetének numerikus modellezésében

Mikroszkóp vizsgálata Lencse görbületi sugarának mérése Folyadék törésmutatójának mérése

Név... intenzitás abszorbancia moláris extinkciós. A Wien-féle eltolódási törvény szerint az abszolút fekete test maximális emisszióképességéhez

A felhőfizikai folyamatok mezoskálájú modellezése

HAWK-3. Az OMSZ saját fejlesztésű időjárási megjelenítő rendszere

PÉCSI TUDOMÁNYEGYETEM. Földtudományok Doktori Iskola

A HÓBAN TÁROLT VÍZKÉSZLET MEGHATÁROZÁSA AZ ORSZÁGOS VÍZJELZŐ SZOLGÁLATNÁL február 21.


Debrecen-Kismacs és Debrecen-Látókép mérőállomás talajnedvesség adatsorainak elemzése

BUDAPEST VÁROSI HŐSZIGET-HATÁSÁNAK MODELLEZÉSI LEHETŐSÉGEI

FMO. Földfelszíni Megfigyelések Osztálya. Zárbok Zsolt osztályvezető

Hangterjedés szabad térben

A XXI. SZÁZADRA BECSÜLT KLIMATIKUS TENDENCIÁK VÁRHATÓ HATÁSA A LEFOLYÁS SZÉLSŐSÉGEIRE A FELSŐ-TISZA VÍZGYŰJTŐJÉN

Széladatok homogenizálása és korrekciója

Az éghajlati modellek eredményeinek alkalmazhatósága hatásvizsgálatokban

Alapozó terepgyakorlat Klimatológia

MÉRNÖKI METEOROLÓGIA

A ZIVATARFELHŐ TASNÁDI PÉTER

Együttműködési tapasztalatok a klímaváltozás s hatásvizsgálatainálsvizsgálatain

Átírás:

A hosszúhullámú sugárzás stratocumulus felhőben történő terjedésének numerikus modellezése Lábó Eszter 1, Geresdi István 2 1 Országos Meteorológiai Szolgálat, 2 Pécsi Tudományegyetem, Természettudományi Kar, Földrajzi Intézet 43. Meteorológiai Tudományos Napok, 2017. november23-24.

Az előadás vázlata 1. A felhők és a sugárzás kölcsönhatása 2. A hosszúhullámú sugárzási modellezési módszerek és a kidolgozott új séma bemutatása 3. A hosszúhullámú gyengülési együtthatóra, és a melegedési (hűlési) sebességekre kapott eredmények 4. Felhasználás köd és jégfelhők esetén 5. Következtetések

1. A földi sugárzásegyenleg alakulása Ramanathan et al., 1989 Pyrina et al., 2015 Hosszúhullámú és rövidhullámú sugárzási kényszer: 10-20 W/m 2

1. A stratocumulus felhők és a sugárzás kölcsönhatása Stratocumulus felhők: nagy területeken, hosszú élettartamúak. => hosszúhullámú felhőtető hűlés: szárazabb troposzféra miatt; 20 50 m-es rétegben. A hűlés hatásai: instabilitás növeli a stratocumulus élettartamot köd destabilizációja gyorsabb csapadékképződés, gyorsabb kihullás (Austin et al., 1995) tengerfelszín-hőmérséklet, jégtakaró élettartama Cél: a kölcsönhatás minél pontosabb leírása

2. A felhő-sugárzás kölcsönhatás modellezése Közvetlen mérések: a felhők szélénél problémás szisztematikus hiba 10 W/m 2 (Duda et al., 1991) => modellezés Modellezés: mikrofizikai és sugárzási parametrizációk (=egyszerűsítések) sugárzási paraméterek: gyengülési együttható mikrofizikai paraméterek: koncentráció és keverési arány (egy- és két momentumos sémák) => részletes (ún. bin) mikrofizika: a prognosztikai változók az egyes méretintervallumokon belül A sugárzási séma javítása: bemenő paraméterei többmomentumos vagy bin mikrofizikai sémából (Lee és Donner, 2011): felszíni csapadék előrejelzésének javulása a sugárzási sémán belül a gyengülési együttható leírása is bin mikrofizikai sémával (Harrington és Olsson, 2001) => bin sugárzási séma

2. A bin és a bulk sugárzási parametrizáció térfogati gyengülési együttható: (λ hulláhossz, r részecske sugara) A bulk sugárzási parametrizáció effektív sugár szerint: Hu and Stamnes féle séma: NOAA, EUMETSAT, NCAR, ECMWF modellek A bin sugárzási parametrizáció 36 db részecskeméret-intervallum alapján méret-szerinti darabszám: k-dikban n k (M), (M a részecske tömege) nagy számításigény => nem operatív, csak kutatásra

2. A bin sugárzási parametrizáció Q ext gyengülési hatékonyság a Modified Anomalous Diffraction Theory alapján: Q ext tömegtől (M), hullámhossztól (λ), és törésmutatótól (m) való analitikus függése adott a MADT-ban térfogati gyengülési együttható tetszőleges Δλ intervallumra:

3. A gyengülési együtthatóra vonatkozó eredmények A bulk és bin gyengülési együtthatók közötti különbségek: a spektrum legnagyobb részén 10 20 % (r eff < 12 µm) < 10 % (r eff > 12 µm) és < 4 % (λ < 8 µm); 10 µm körüli légköri ablakban 20 40 % RRTMG LW sávjaiban kétszeres eltérés is lehet, és bin értékek a nagyobbak

3. A sugárzási profilokra kapott eredmények kétdimenziós stratocumulus felhő részletes mikrofizikai leírás (kondenzáció, diffúziós növekedése, ütközések és összeolvadás) a bin és bulk séma esetén eltér a vízcseppek méret szerinti eloszlása

3. A melegedési (hűlési) sebességekre kapott kétdimenziós eredmények CCN=50 cm -3, bulk séma

3. A melegedési (hűlési) sebességekre kapott kétdimenziós eredmények CCN=50 cm -3, bin séma

3. Mérési és modellezett eredményekkel való összehasonlítás Tenger feletti stratocumulus felhőkre (vízcsepp-koncentráció 50 150 cm 3 ) publikált eredmények (maximális folyékony víztartalom 0,4-0,5 g/kg):

4. A sugárzási mérleg köd esetén nedves-adiabatikus légkör esetében kialakult vertikális légköri profilok a vízcseppek méret szerinti eloszlása mind a két sémán belül idealizált gamma-eloszlás; N=100 cm -3 ; LWC=10 5 kg/m 3, T 0 =293 K; q 0 =15 g/kg. bin séma esetén kisebb az inverzió és a ködkialakulás esélye

4. Jégfelhőkre vonatkozó eredmények Felszínen megfigyelhető sugárzás-egyenleg, (IWC 0,15 g/m 3 ; Harrington és Olsson, 2001) Szóródást is figyelembe kell venni: bin elnyelődési együtthatók: jégszem karakterisztikus méretének megfelelő gömb-alak (hatszögletű lap, tű; illetve dendrites kristályokra) az aszimmetria paraméter (a szórás iránytól való függése) viszont gamma méret-szerinti eloszlással!

5. Következtetések 1. A hosszúhullámú sugárzás és stratocumulus felhőzet szoros kapcsolata => időjárási és éghajlati modellek pontosítása. 2. Új részletes (bin) sugárzási séma került kifejlesztésre, amely részletes mikrofizikai modell által meghatározott vízcsepp-méret szerinti eloszlásból számítja ki a sugárzási gyengülési együtthatókat. 3. A bin gyengülési együtthatók összhangban a bulk módszer eredményeivel, de a sávonkénti együtthatók között jelentős eltérések. 4. Stratocumulus felhő esetén a felhőalap melegedés, és a felhőtető hűlési réteg vastagság közelebb a mért értékekhez. 5. Köd és jégfelhők esetén is a sugárzás-egyenleg között jelentős különbségek. 6. A numerikus modellek kutatási verzióiban könnyen használható, számítási kapacitás növekedésével operatív módon is bevezethető.

Köszönöm a megtisztelő figyelmet! Lábó Eszter Országos Meteorológiai Szolgálat, Nemzetközi és Tudományos Kapcsolatok Osztálya labo.e@met.hu 43. Meteorológiai Tudományos Napok, 2017. november 23-24. Fotó: Simon André