Az olvadási réteg detektálása csapadékban felhőalapmérők visszaszóródási adatsoraiból

Hasonló dokumentumok
A keveredési réteg magasságának detektálása visszaszóródási idősorok alapján

Az olvadási réteg detektálása csapadékban felhőalapmérők visszaszóródási adatsoraiból

A hosszúhullámú sugárzás stratocumulus felhőben történő terjedésének numerikus modellezése

A LUFFT GYÁRTMÁNYÚ FELHŐALAPMÉRŐ FELÉPÍTÉSE ÉS MŰKÖDÉSE

Légköri vízzel kapcsolatos mérések TGBL1116 Meteorológiai műszerek

Közösségi numerikus időjárás-előrejelző modellek összehasonlító vizsgálata

ORSZÁGOS METEOROLÓGIAI SZOLGÁLAT, földszinti Díszterem, Budapest II., Kitaibel P. u. 1.

Időjárási radarok és produktumaik

RÁDIÓSZONDÁS MÉRÉSEKEN ALAPULÓ MÓDSZEREK A FELHŐALAP ÉS A FELHŐBORÍTOTTSÁG MEGHATÁROZÁSÁRA

Földfelszíni meteorológiai mérőműszerek napjainkban

A felhőzet megfigyelése

1. Magyarországi INCA-CE továbbképzés

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

REPÜLÉSMETEOROLÓGIA. Megújult repülésmeteorológiai szolgáltatások

Meteorológiai információk szerepe a vízgazdálkodásban

Műholdképek használata a hazai szinoptikus gyakorlatban

Intelligens Közlekedési Rendszerek 2

Meteorológiai Tudományos Napok, Sándor Valéria (OMSZ), Ruzsiczky Pál (Wizz Air) november

Felhőalapmérő a felhőfizikai kutatómunkában

A szilárd halmazállapotú csapadékelemek olvadásának számítógépes modellezése

A LÉGIKÖZLEKEDÉSI ZAJ TERJEDÉSÉNEK VIZSGÁLATA BUDAPEST FERIHEGY NEMZETKÖZI REPÜLŐTÉR

ÁLATALÁNOS METEOROLÓGIA 2. 01: METEOROLÓGIAI MÉRÉSEK ÉS MEGFIGYELÉSEK

A Balaton szél keltette vízmozgásainak modellezése

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

Bottyán Zsolt egyetemi docens és Palik Mátyás egyetemi docens ZMNE, BJKMK, RLI, Repülésir.

Zivatarok megfigyelése műholdadatok segítségével

A domborzat mikroklimatikus hatásai Mérési eredmények és mezőgazdasági vonatkozások

A napenergia magyarországi hasznosítását támogató új fejlesztések az Országos Meteorológiai Szolgálatnál

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

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

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

HAZÁNK SZÉLKLÍMÁJA, A SZÉLENERGIA HASZNOSÍTÁSA

HAWK-3. Az OMSZ saját fejlesztésű időjárási megjelenítő rendszere

A LEVEGŐMINŐSÉG ELŐREJELZÉS MODELLEZÉSÉNEK HÁTTERE ÉS GYAKORLATA AZ ORSZÁGOS METEOROLÓGIAI SZOLGÁLATNÁL

METEOROLÓGIAI MÉRÉSEK és MEGFIGYELÉSEK

Tájékoztató. a Tiszán tavaszán várható lefolyási viszonyokról

Nagyfelbontású magassági szélklimatológiai információk dinamikai elıállítása

Balatoni albedó(?)mérések

Szórványosan előfordulhat zápor, akkor esni fog vagy sem?

Dr Horváth Ákos Füstoszlop Veszprém felett - az ipari baleset meteorológiai körülményei

A napsugárzás mérések szerepe a napenergia előrejelzésében

Kvalitatív elemzésen alapuló reakciómechanizmus meghatározás

SZINOPTIKUS-KLIMATOLÓGIAI VIZSGÁLATOK A MÚLT ÉGHAJLATÁNAK DINAMIKAI ELEMZÉSÉRE

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

Akusztikai tervezés a geometriai akusztika módszereivel

Jégeső-elhárítás a Dél-Dunántúlon. Készítette: Grabant Andrea Környezettan BSc Témavezető: Dr. Mészáros Róbert

FMO. Földfelszíni Megfigyelések Osztálya. Zárbok Zsolt osztályvezető

A KATONAI REPÜLŐTEREK METEOROLÓGIAI MÉRŐRENDSZEREI (MAWOS) MEGÚJÍTÁSA, AZ ORSZÁGOS MÉRŐHÁLÓZATBA INTEGRÁLÁSA

Troposzféra modellezés. Braunmüller Péter április 12

óra C

A jövő éghajlatának kutatása

Hidegcseppek vizsgálata Európa térségében az ECMWF ERA Interim reanalízis alapján

Az éghajlati modellek eredményeinek alkalmazhatósága hatásvizsgálatokban

Lelovics Enikő, Környezettan BSc Témavezetők: Pongrácz Rita, Bartholy Judit Meteorológiai Tanszék;

A légkördinamikai modellek klimatológiai adatigénye Szentimrey Tamás

Tájékoztató. a Dunán tavaszán várható lefolyási viszonyokról. 1. Az ősz és a tél folyamán a vízgyűjtőre hullott csapadék

A HŐMÉRSÉKLET ÉS A CSAPADÉK HATÁSA A BÜKK NÖVEKEDÉSÉRE

Tájékoztató. a Dunán tavaszán várható lefolyási viszonyokról

A csapadék nyomában bevezető előadás. Múzeumok Éjszakája

Tájékoztató. a Dunán tavaszán várható lefolyási viszonyokról. 1. Az ősz és a tél folyamán a vízgyűjtőre hullott csapadék

PÉCSI TUDOMÁNYEGYETEM

ÁLTALÁNOS METEOROLÓGIA 2.

A NUKLEÁRIS BALESETEK ESETÉN HAZÁNKBAN HASZNÁLT LÉGKÖRI TERJEDÉS- ÉS DÓZISSZÁMÍTÓ SZOFTVEREK ÖSSZEHASONLÍTÁSA

Meteorológiai paraméterek hatása a zaj terjedésére Budaörsön az M7-es autópálya térségében

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

1. Magyarországi INCA-CE továbbképzés

Tájékoztató. a Dunán tavaszán várható lefolyási viszonyokról. 1. Az ősz és a tél folyamán a vízgyűjtőre hullott csapadék

A Balaton vízforgalmának a klímaváltozás hatására becsült változása

Tájékoztató. a Tiszán tavaszán várható lefolyási viszonyokról

Hogyan készül a Zempléni Geotermikus Atlasz?

Alapozó terepgyakorlat Klimatológia

Új klímamodell-szimulációk és megoldások a hatásvizsgálatok támogatására

Intelligens beágyazott rendszer üvegházak irányításában

Nagy csapadékkal kísért, konvektív rendszerek és időszakok

Hangterjedés szabad térben

METEOROLÓGIAI MÉRÉSEK és MEGFIGYELÉSEK

A felhőzet hatása a Föld felszíni sugárzási egyenlegére*

KOMPOZITLEMEZ ORTOTRÓP


A sportrepülés és a repülésmeteorológia

Légköri termodinamika

Veszélyes időjárási jelenségek előrejelzésének repülésmeteorológiai vonatkozásai

Az ELTE Meteorológiai Tanszék és a Meteorológus TDK tisztelettel meghívja a évi Kari TDK konferenciájára,

METEOROLÓGIAI MÉRÉSEK és MEGFIGYELÉSEK

Légköri szennyezőanyag terjedést leíró modellek

Geofizikai kutatómódszerek I.

Euleri és Lagrange szemlélet, avagy a meteorológia deriváltjai

AZ ÁLTALÁNOS KÖRNYEZETI VESZÉLYHELYZET MEGÁLLAPÍTÁSÁNAK BIZONYTALANSÁGI TÉNYEZŐI

Belső energia, hőmennyiség, munka Hőtan főtételei

ÁLTALÁNOS METEOROLÓGIA 2.

Méréselmélet és mérőrendszerek 2. ELŐADÁS (1. RÉSZ)

Tájékoztató. a Dunán tavaszán várható lefolyási viszonyokról. 1. Az ősz és a tél folyamán a vízgyűjtőre hullott csapadék

Az aszály, az éghajlati változékonyság és a növények vízellátottsága (Agroklimatológiai elemzés)

Vezetői számvitel / Controlling XIII. előadás. Eltéréselemzés I.

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

Szakmai törzsanyag Alkalmazott földtudományi modul

REPÜLÉSMETEOROLÓGIAI KLÍMA ADATOK FELHASZNÁLÁSÁNAK LEHETSÉGES ASPEKTUSAI PILÓTA NÉLKÜLI REPÜLŐESZKÖZÖK (UAV-K) METEOROLÓGIAI TÁMOGATÁSÁBAN

A MEGÚJULÓ ENERGIAPOTENCIÁL EGER TÉRSÉGÉBEN A KLÍMAVÁLTOZÁS TÜKRÉBEN

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

Segédlet az előrejelzési vetélkedőhöz. ELTE TTK Meteorológiai Tanszék

Átírás:

Az olvadási réteg detektálása csapadékban felhőalapmérők visszaszóródási adatsoraiból Mester Máté Attila (OMSZ), Szabó Zoltán Attila Budapest, 2019

Az előadás vázlata I. Bevezető, Vaisala CL31 II. III. A dark band jelenség és vizsgálata A detektáló algoritmus bemutatása IV. Ellenőrzés, a módszer korlátai V. Alkalmazhatóság, fejlesztési lehetőségek VI. Zárás

Egy lidar eszköz tipikus felépítése Meteorológiai célú lidarok : DIAL (eltérő abszorpción alapuló lidar) Raman lidar (rezgési) fluoreszkáláson alapuló lidar Doppler-lidar rugalmas visszaverődésen alapuló lidar, pl.: felhőalapmérő

Vaisala CL31 felhőalapmérő (ceilométer): hatótávolság (magasság): 7500 7700 m (felbontástól függően) felbontás: akár 5 m (jobb jel/zaj arány miatt általunk választott: 20 m) Indium-Gallium-Arzenid (InGaAs) lézerdióda + szilikon lavina-fotodióda A Vaisala CL31 ceilométer (1 borítás, 2 mérőegység)

A dark band jelenség és vizsgálata az olvadási réteghez kapcsolódik (szilárd fázis folyékony fázis) bright band analógiája főleg szórványos, esetleg gyenge záporos, sztratiform felhőzetből hulló csapadék esetén Csapadékelemek vertikális eloszlása az olvadási rétegben és környezetében

A dark band jelenség és vizsgálata: kialakulásának oka Több elmélet: A. részecske törésmutatójának változása az olvadással B. visszaverő felület nagyságának megváltozása (tetejénél csökken, aljánál újra megnő) C. csepp alja ellaposodik nő a vertikális irányú reflektivitás D. hulló jégkristályok irányultságának megváltozása E. jégkristályok hibáiban felgyülemlő olvadékvíz F. jelenleg legelfogadottabb, mérésekkel alátámasztottnak vélt: részben olvadt részecskék szerkezetének hirtelen összeesése, melyek egyre gömbszerűbbé válnak

A dark band jelenség és vizsgálata: tulajdonságok ugyanazon olvadási réteg: a radar bright band vastagabb a lidar dark band-nél; dark band a bright band felső részénél gyakran akkor is van dark band, ha nincs bright band a dark band általában a rádiószonda által mért 0 C magassága alatt, oka: párolgási/szublimációs hűlés, vertikális mozgások, illetve nedvességi viszonyok (szélcsatornás kísérletek alapján: 10% alultelítettség kb. 100 m-rel a 0 C alatt) dark band: részecske hőmérséklete átlépi a 0 C-ot rádiószonda: levegő 0 C-os hőmérséklete

A detektáló algoritmus bemutatása Munka során: megjelenítő felület és detektáló algoritmus létrehozása esettanulmányok, ellenőrzés Felhasznált nyelv, fejlesztői környezet, főbb modulok: Python PyCharm matplotlib, NumPy, SciPy

Az algoritmus 1. távirattípusokból a perces visszaszóródási profilok kinyerése adatkonverzió: áttérés tízes számrendszerbe, párosítás az időbélyegekkel, hibák előválogatása, előzetes ábra önkényesen megválasztott mértékegység! időbeli menet adott pont felett!

Az algoritmus 2. adatok változatos nagyságrendekben; túl nagy nagyságrendűek elnyomják a számunkra fontosakat megoldás: normalizálás logaritmizálással (téli időszak miatt vágás 3500 m- en)

Az algoritmus 3. cél: adathiányok, pixelnyi hibák kiküszöbölése ( simítás ) detektálhatóság megoldás: időbeli mozgóátlagolás szelektív módon: felhőalapot és csapadékot jelölő értékek nem változnak

Az algoritmus 4. cél: fals detektálások elkerülése módszer: csapadék- és virgamentes időszakok kiszűrése virgák, felhőalapok, csapadék változatlanok

Az algoritmus 5. magassággal intenzitásesés majd növekedés adott rétegben parabola az egyperces profilokban vizsgálat: egymás feletti értékek szigorú monoton csökkenése/növekedése a határok és a lokális minimum (és adott környezete) között (köztes maximum elkerülése), megfelelő vastagságban + határra alsó intenzitáskorlát alsó és felső határok jelölése

A dark band detektálás eredménye, pirossal: felső határ, magenta: alsó határ

Ellenőrzés, a módszer korlátai 2 szempont: a csapadékdetektálás helyessége (LHBP METAR-ok) összevetés szondás mérésekkel (mérések ugyanott!) Eredmények: a nem csapadékos időszakok szűrése megfelelő a dark band a szonda által mért 0 C magassága alatt a módszer ellenségei : köd, párásság, intenzív csapadék, havazás dark band erősen kötődik a gyenge/mérsékelt intenzitású csapadékhoz, virgákhoz pl.: derült időben nem jelentkezik inverzió: csak az alsó olvadási réteg

Példa a lidarjel alacsonyszintű elnyelődésére a hajnali párásságban A szonda által mért 0 C magasságának és a dark band felső határmagasságának összehasonlítása (a szondás mérések idejében)

METAR-ban 0400-ig FZRA magas reflektivitási értékek Inverzió kettős intenzitáscsökkenés

1200 UTC: darkband 500 m 0 C kb. 1 km-rel feljebb a szondánál szinte izoterm réteg nehezebben határozható meg az olvadás pontos kezdete (ezáltal a dark band)

Alkalmazhatóság, fejlesztési lehetőségek Felhasználhatóság: repülésmeteorológia: jegesedési és csapadékviszonyok jobb feltérképezése más mérések (pl.: rádiószonda) kiegészítése (halmazállapot!) olvadási réteg magassága mint az előrejelzési modellek bemenő adata

Alkalmazhatóság, fejlesztési lehetőségek Fejleszthetőség: empirikus parametrizációk finomítása minimumkeresés más módszerrel (pl.: függvényillesztéssel) más műszerek használata (eltérő hullámhosszú lézer!) multiszenzoros eszközök, mérési kampányok lehetősége (olvadási réteg és a hozzá kapcsolódó mikrofizikai jelenségek átfogóbb megismerése)

Zárás egy, már napi használatban levő mérőműszer felhasználási köre bővíthető Magyarországon számos ilyen felhőalapmérő (OMSZ, MH légi bázisok) hazai meteorológiában kevés figyelmet kapó kutatási terület kiegészítője lehet a kevés, a légkör vertikumát célzó hazai operatív méréseknek az olvadási réteg detektálása automatizálható segítheti az olvadási réteghez kapcsolódó folyamatok vizsgálatát

Köszönöm a figyelmet!