A planetáris határréteg szerkezete

Hasonló dokumentumok
A planetáris határréteg szerkezete

A planetáris határréteg szerkezete. Tartalom

A planetáris határréteg szerkezete. A Föld-légkör rendszer energiaháztartása. Tartalom

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

Agrometeorológiai mérések Debrecenben, az alapéghajlati mérıhálózat kismacsi mérıállomása

Radon, mint nyomjelzı elem a környezetfizikában

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

A keveredési réteg magasságának detektálása visszaszóródási idősorok alapján

Hófelhalmozódás és hóolvadás számítása a tavaszi nedvesítettségi viszonyok regionális becslése érdekében. dr. Gauzer Balázs, Bálint Gábor VITUKI

A pilótanélküli repülőeszközök szerepe a határréteg kutatásban nemzetközi mérési expedíció Szegeden

Növényi produkció mérése mikrometeorológiai módszerekkel. Ökotoxikológus MSc, április 21.

Az éghajlatváltozás városi hatásainak vizsgálata a SURFEX/TEB felszíni modellel

A lehetséges éghajlatváltozás hazai hatásait detektáló célzott meteorológiai mérıhálózat és adatfeldolgozási rendszere

A mikroskálájú modellek turbulencia peremfeltételeiről

Nagyfelbontású magassági szélklimatológiai információk dinamikai elıállítása

Euleri és Lagrange szemlélet, avagy a meteorológia deriváltjai

Erdészeti meteorológiai monitoring a Soproni-hegyvidéken

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

Debrecen-Kismacs és Debrecen-Látókép mérőállomás talajnedvesség adatsorainak elemzése

Veszélyes időjárási jelenségek előrejelzésének repülésmeteorológiai vonatkozásai

Célzott mérőhálózat létrehozása a globális klímaváltozás magyarországi hatásainak nagypontosságú nyomon követésére

Határréteg mechanizmus vizsgálata nyílt vízi és nádas vízi jellegzónák között. Kiss Melinda

Hidroszféra. Légkör. Tartalom. Klímaváltozás. Idıjárás és éghajlat. Éghajlati rendszer: a légkör és a vele kölcsönhatásban álló 4 geoszféra együttese

Célzott mérőhálózat létrehozása a globális klímaváltozás magyarországi hatásainak nagypontosságú nyomon követésére

A felszín szerepe a Pannonmedence. keveredési rétegvastagság napi menetének alakulásában

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

Numerikus prognosztika: szakmai alapok

EGY BALATONI HIDRODINAMIKAI ELİREJELZİ RENDSZER FELÉ. TORMA PÉTER, doktorandusz BME Vízépítési és Vízgazdálkodási Tsz.

A talaj hatása a légkörre: hazai numerikus modellezési kísérletek áttekintése

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

A debreceni városklíma mérések gyakorlati tapasztalatai

HEGYHÁTSÁL TÉRSÉGÉBEN VÉGZETT REPÜLŐGÉPES MÉRÉSEK FELDOLGOZÁSA ÉS ELEMZÉSE

A felszíni adatbázisok jelentősége Budapest hőszigetének numerikus modellezésében

Meteorológiai Tudományos Napok 2008 november Kullmann László

Látogatás a BGU-n: jégkorszakokról a sivatagban

A keveredési réteg magasságának meghatározása felhőalap-mérők visszaszóródási idősoraiból

ÁLATALÁNOS METEOROLÓGIA 2. 01: METEOROLÓGIAI MÉRÉSEK ÉS MEGFIGYELÉSEK

A Balaton szél keltette vízmozgásainak modellezése

SZAKDOLGOZAT VIRÁG DÁVID

A napenergia magyarországi hasznosítását támogató új fejlesztések az Országos Meteorológiai Szolgálatnál

A numerikus előrejelző modellek fejlesztése és alkalmazása az Országos Meteorológiai Szolgálatnál

Új klímamodell-szimulációk és megoldások a hatásvizsgálatok támogatására

METEOROLÓGIAI MÉRÉSEK és MEGFIGYELÉSEK

Fotovillamos és fotovillamos-termikus modulok energetikai modellezése

Troposzféra modellezés. Braunmüller Péter április 12

AZ INSTACIONER HŐVEZETÉS ÉPÜLETSZERKEZETEKBEN. várfalvi.

tisztelettel meghívja Önt

A hosszúhullámú sugárzás stratocumulus felhőben történő terjedésének numerikus modellezése

BUDAPEST VÁROSI HŐSZIGET-HATÁSÁNAK MODELLEZÉSI LEHETŐSÉGEI

Felszín légkör kölcsönhatások

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

A légköri sugárzás. Sugárzási törvények, légköri veszteségek, energiaháztartás

ÁLTALÁNOS METEOROLÓGIA 2.

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

A doktori (PhD) értekezés tézisei BREUER HAJNALKA. FÖLDTUDOMÁNYI DOKTORI ISKOLA Iskolavezetı: Dr. Gábris Gyula egyetemi tanár

A diplomaterv keretében megvalósítandó feladatok összefoglalása

Szélenergetikai becslések mérési adatok és modellszámítások alapján

Bevezetés az időjárás és az éghajlat numerikus (számszerű) előrejelzésébe

Az éjszakai határréteg modellezésének lehetőségei a WRF modellel és validációja a PABLS 15 mérési kampány adataival

Numerikus szimuláció a városklíma vizsgálatokban

A LÉGIKÖZLEKEDÉSI ZAJ TERJEDÉSÉNEK VIZSGÁLATA BUDAPEST FERIHEGY NEMZETKÖZI REPÜLŐTÉR

Kutatói pályára felkészítő akadémiai ismeretek modul

Az éghajlatváltozás jövıben várható hatásai a Kárpát medencében

Kis skálájú fizikai folyamatok parametrizációja

A felhőzet hatása a Föld felszíni sugárzási egyenlegére*

Az éghajlati modellek eredményeinek alkalmazhatósága hatásvizsgálatokban

Ecology of Lake Balaton/ A Balaton ökológiája

Trícium ( 3 H) A trícium ( 3 H) a hidrogén hármas tömegszámú izotópja, egy protonból és két neutronból áll.

Környezeti klimatológia I. Növényzettel borított felszínek éghajlata

Tisztelt I. éves meteorológus MSc hallgatók!

A jövő éghajlatának kutatása

Meteorológiai előrejelzések

A PLANETÁRIS HATÁRRÉTEG SZERKEZETÉNEK VIZSGÁLATA 1D MODELL SEGÍTSÉGÉVEL 6 BEVEZETÉS

A felhőzet megfigyelése

Hatástávolság számítás az. Ipari Park Hatvan, Robert Bosch út és M3 autópálya közötti tervezési terület (Helyrajzi szám: 0331/75.

Közösségi numerikus időjárás-előrejelző modellek összehasonlító vizsgálata

A szilárd halmazállapotú csapadékelemek olvadásának számítógépes modellezése

Az α értékének változtatásakor tanulmányozzuk az y-x görbe alakját. 2 ahol K=10

BME HDS CFD Tanszéki beszámoló

SKÁLAFÜGGŐ LÉGSZENNYEZETTSÉG ELŐREJELZÉSEK

Égés és oltáselmélet I. (zárójelben a helyes válaszra adott pont)

Az AROME sekély konvekció parametrizációja magas felbontáson

A dinamikus meteorológia oktatása az ELTE-n. Tasnádi Péter, Weidinger Tamás ELTE Meteorológiai Tanszék

A Balaton és a légkör közötti nitrogénforgalom meghatározása

FOTOKÉMIAI REAKCIÓK, REAKCIÓKINETIKAI ALAPOK

A Laboratórium tevékenységi köre:

SZINOPTIKUS-KLIMATOLÓGIAI VIZSGÁLATOK A MÚLT ÉGHAJLATÁNAK DINAMIKAI ELEMZÉSÉRE

TERÜLETHASZNÁLAT VS. HUMÁN KOMFORT VÁROSI KÖRNYEZETBEN Egy szegedi mintaterület igénybevétele

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

FOTOSZINTETIKUSAN AKTÍV SUGÁRZÁS GLOBÁLSUGÁRZÁS

Paksi Atomerőmű üzemidő hosszabbítása. 4. melléklet

A légkör mint erőforrás és kockázat

A LÉGKÖRI SZÉN-DIOXID ÉS AZ ÉGHAJLAT KÖLCSÖNHATÁSA

Műholdképek használata a hazai szinoptikus gyakorlatban

METEOROLÓGIAI MÉRÉSEK és MEGFIGYELÉSEK

Légköri vízzel kapcsolatos mérések TGBL1116 Meteorológiai műszerek

Irányításelmélet és technika II.

Környezeti klimatológia: Növényzettel borított felszínek éghajlata II.

METEOROLÓGUS MSC ZÁRÓVIZSGA TÉTELEK

BKT fázisátalakulás és a funkcionális renormálási csoport módszer

Átírás:

A planetáris határréteg szerkezete, modellezési lehetıségei, felszín-légkör kölcsönhatások Weidinger Tamás 1. Mi a mikrometeorológia? 2. A PHR szerkezete Tartalom 3. A légköri hidro-termodinamikai egyenletrendszer, lezárási hipotézisek 4. A keveredési rétegvastagság modellezése ELTE Földrajz- és Földtudományi Intézet, Meteorológiai Tanszék 5. A felszínközeli réteg turbulens kicserélıdési folyamatai, a fluxusmérések módszertana 6. Összefoglalás A nagyskálájú idıjárási jelenségek, illetve az általános cirkuláció mozgásrendszereinek fejlıdéséhez szükséges energia túlnyomórészt a planetáris határrétegen keresztül kerül a légkörbe. (Arya, 1988 A mikro- és mezoskálájú folyamatok fejlıdésében a felszín mint termikus és mechanikus kényszer szerepét, energiaháztartását, a turbulens kicserélıdési folyamatok jelentıségét, természetességénél fogva nem kell külön hangsúlyozni. z(m 2 1 A planetáris határréteg szerkezete Felhõréteg Konvektív határréteg Felszíni réteg Beszívási zóna Szabad légkör Felsı inverzió Beszívási zóna Átmeneti réteg Konvektív Stabil (éjszakai határréteg határréteg Felszíni réteg Felszíni réteg Dél Napnyugta Éjfél Napkelte Dél A termodinamikai egyenlet: u, u, v, v, w, w, p, p, T, T, ρ, ρ, ρ v,, q ρ v /ρ /ρ ΘT(p /pr/cp A kontinuitási egyenlet: dθ Θ 1 dq. dt T c p dt dρ ρdiv V. dt A vízgızre vonatkozó kontinuitási egyenlet: Az állapotegyenlet: dq 1 M. dt ρ p p α RT ρ 1

_ x x+ x', y y+ y', x x, y ' xy x y+ x' y' Lezárási probléma A turbulens kicserélıdés Fluxus c c w w c ** u ** K ( c // z x x s s A meteorológiai elırejelzésekben az átlagértékek idıbeli változását vizsgáljuk, erre írunk fel egyenleteket DE megjelennek a második momentumok is. Több az ismeretlen, mint az egyenlet Le kell zárni az egyenletrendszert. n-ed rendő lezárás n-ed rendő momentumokat használunk. Ha a talaj ill. ill. növényzet az az adott tulajdonság nyelıje A felszíni energiamérleg, turbulens áramok Rn --G H + LE + Res A Konvektív határréteg sematikus képe Rn Rn sugárzási egyenleg G talajba jutó jutó hıáram H ρ cp cp (T (T w w -ρ -ρcp cpt * u * * * -ρ -ρcp cpk T (dt T (dt// dz dz szenzibilis hıáram LE LE ρ L lv cp lv cp (q (q w w -ρ -ρl lv q lv * u * * * -ρ -ρcp cpk T (dq T (dq// dz dz latens hıáram Res Res--maradéktag τ -ρ -ρ(u w ρu ρu * u * * * ρ K u (du // dz impulzusáram Turbulencia paraméterek: τ (u*, H (T*, z, z, β g/t Monin-Obukhov hossz: Lu *2 /(κβ *2 T * * A Konvektív határréteg kormányzóegyenletei A Phr átlagos potenciális hımérséklet változása Θ (w' Θ' s (w' Θ' h h A potenciális hımérsékleti ugrás változása Θ h Θ γθ A Phr-be történı hıbeáramlás a felsı határon h ( w' Θ' h Θ Stabil planetáris határréteg Rádiószondás mérések felhasználásával ( UTC: h Ri c ( u 2 β Θ A felszíni réteg turbulencia paraméterei alapján v u* L* h c * c*.35 f Ri c: kritikus Richardson szám, β: stabilitási paraméter, u: sebesség különbség, Θ v: virtuális potenciális hımérséklet különbség. Ri c.25 2

Érzékenységvizsgálat: konvektív határréteg fejlıdése Alapmodell 2 Érzékenység: u* u 15 * 3% u * 1% 1 Rádiószonda 5 Idı [UTC] (1996. 7. 8. h [m ] 4 6 8 1 12 14 16 Szélenergetikai vizsgálatok Mosonmagyaróvár 2 Érzékennység: Tgrad 15 1 5 Time [UTC] (1996. 7. 8. h [m] 4 6 8 1 12 14 16 Alapmodell T grad,1 o C/1 m Θ m >,25 o C Rádiószonda Modellezési tartomány Korrigált szélbecslések Hogy javítható az elırejelzés a modellparaméterek változtatásával, illetve a modell-output statisztikák alkalmazásával? A mikrometeorológia, mint alkalmazott tudományterület Mikrometeorológiai mérések Erdıhátpuszta 195-1965 Talaj mintavétel Erdıhátpusztai Mikroklímakutató Állomás Kelemenszék a mikroklimatikus kutatás mégis inkább csak az utolsó tíz évben nyert nagyobb lendületet, különösen a modern ökológiai növényföldrajzi kutatásokkal kapcsolatban (Bacsó Nándor és Zólyomi Bálint 1934, Mikroklíma s növényzet a Bükk-fennsíkon, Idıjárás, 1934 Meteorológiai mérıkert 3

Turbulens áramok meghatározása Direkt árammérések: 5-2 Hz mérési frekvencia Eddy akkumulációs technika: szélsebesség mérés 5-2 Hz, nyomanyag mérés a feláramlás függvényében Profilmérés: 5-3 perces átlagos profilok, hasonlósági elmélet alkalmazása Energiaháztartási mérések: Rn +G + H + LE ( Kamrás mérési technika: ismert tétfogatú kamrában mérjük a koncentráció változását. B F F w' c' w' T ' Módosított Bowen-arány módszer c Egy skalár fluxus és a T Kc[ C( z1 C( z2 ] K [ T ( z T ( z ] H wt 1 2 bcσ wc( w> wt C( w< wt b σ T ( w> w T ( w< w T w t t bcσ wc( wt > wtt C( wt < wtt bσ T ( wt > wt C( wt < wt c w t t Cowc ( flassú Co ( f lassú hımérséklet fluxus aránya Eddy kovariancia (gyors szenzorok Gradiens módszer, több szint profil módszer Relaxációs eddy akkumuláció Hiperbolikus relaxációs eddy akkumuláció A spektrumok hasonlóságán alapuló eljárás Bandpass Covariance Kolon-tó Kiskunsági Nemzeti Park II. Párolgásszámítás Bowen-arány és gradiens módszer Rn Rn--G H + LE LE B H H // LE LE W/m2 1 8 6 4 2 Globál sugárzás Sugárzásegyenleg 23 235 24 245 25-2 Év napjai (aug 18 - szept 7 Napi Párolgás [mm] 8 Log profil Rn 7 Bowen-arány Rn - G 6 5 4 3 2 1 23 235 24 245 25 Év napjai (aug. 18 - szept. 7 Feladatok: 1. Balaton energiaháztartásának modellezése a FLAKE modell alkalmazásával, illetve energetikai mérések alapján Bugac-puszta 2. A FLAKE modell alkalmazása a A Ross Barnett víztároló (USA modellezésére. Napi energiamérleg komponensek és az idıjárási helyzetek kapcsolata Energiaháztartás mérések (szenzibilis és latens hıáram, szélsebesség a Ross Barnett víztárolón,(mississippi, USA 27-ben és 28-ban (Liu et al, 211 4

Toronymérések, dinamikus és statikus kamrák Kamrás mérések Eddy-kovariancia és gradiens mérések Dinamikus és statikus kamrás mérések (NO, N 2 O és CH 4 Plexi kamra Helsinki Egyetem Olasz fejlesztéső mérıkamra nyomáskiegyenlítıvel Poznan-28 Dániai Expedíció, 29 Debreceni mérıállomás W/m2 Annual variation of surface radiation balance Daily averages Shortwave Balance 35 Longwave Balance 3 Radiation Balance 25 2 15 1 5-5 -1-15 1 3 59 88 117 146 175 24 233 262 291 32 349 Julian day 29 Feladatok: 1. Automata kamrás mérések (rendszerépítés, korábbi mérések feldolgozása 2. A átlagolási hossz várhatóérték és a kovariancia optimális becslése 3. A légoszlop teljes víztartalmának összehasonlító elemzése 4. Szélenergetikai és sugárzási energia becslések verifikálása és pontosítása 5. Hogy mőködik az ALADIN modell egyetemi változata? 5

Milyen idı lesz a hétvégén? Hullámzó frontrendszer érkezik nyugat felıl a hétvégén: elıbb esıt, záport, ónos esıt hoz, majd hétfın markáns hidegfront érkezik esıvel és viharos széllel. A frontérzékenyekre nehéz hétvége vár. 6

7