Logowanie do System sprawozdań KDM

Parametryzacja i opracowanie mezoskalowego numerycznego modelu pogody WRF wysokiej rozdzielczości z asymilacją danych meteorologicznych i GNSS

Kierownik projektu: Mariusz Józef Figurski

Politechnika Gdańska

Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska

Gdańsk

Streszczenie projektu

Prognozy modeli numerycznych są obecnie dla synoptyków podstawowym źródłem informacji o przyszłym stanie atmosfery. Stają się coraz doskonalsze dzięki systematycznemu postępowi w dziedzinie parametryzacji fizyki zjawisk meteorologicznych oraz zwiększaniu mocy obliczeniowej przekładającej się na wzrost rozdzielczości przestrzennej modeli globalnych, regionalnych jak i mezoskalowych. W ramach projektu zostanie opracowany nowy rodzaj prognozowania pogody o wyższej rozdzielczości w dziedzinie czasu i przestrzeni dla polepszenia komfortu cieplnego życia ludzi w obszarach miejskich. Tradycyjna prognoza pogody, oparta jest typem prognozy wielkoskalowej, które dobrze rozróżniają układy wysokiego i niskiego ciśnienia oraz wynikające z tego parametry meteorologiczne. Pomimo, że dokładne przewidzenie zmian pogodowych nie jest obecnie możliwe to jednak z każdym rokiem wzrasta ich wiarygodność. Jednak bardzo ona zależy od czasu prognozy. Prognozy krótkoterminowe (np. tygodniowe) są powszechnie wykorzystywane w różnych dziedzinach gospodarki, ale również przeciętnego obywatela np. do planowania czasu wolnego na świeżym powietrzu. Niemniej jednak prognozy nie są dokładne, dają z reguły jedną temperaturę dla regionu lub województwa. Rzeczywista temperatura może być zupełnie inna od prognoz, nawet tych oficjalnie nazywanymi ?najdokładniejszymi?, w zależności od tego czy jesteśmy w mieście, lesie, na wsi, czy w pobliżu akwenu wodnego. Prognoza pogody, którą można uzyskać obecnie za pomocą numerycznych modeli pogody, cechuje największa zgodność z pomiarami in situ w obszarach wiejskich z dala od obszarów miejskich, gdzie żyje większość ludzi. Przykładowo wprowadzenie kilka lat temu do użytkowania radaru meteorologicznego zrewolucjonizowało precyzję określenia obszarów występowania opadów, a szeroki dostęp do informacji o wynikach pomiarów każdemu obywatelowi pozawala odpowiedzieć na pytanie, gdzie i kiedy będzie padał lub pada deszcz. Projekt będzie się starał przenieść podobną dokładność prognozy temperatury, uwzględniając lokalne informacje geograficzno-fizyczne aglomeracji miejskich. Obecnie pogoda dla miast prognozowana jest z istnieją tylko stacje synoptyczne wykonujące pomiary in situ miedzy innymi temperatury, ale trudno w tym przypadku mówić o prognozowaniu.

Celem projektu będzie opracowanie prognozy pogody dla województwa pomorskiego o rozdzielczości przestrzennej na poziomie 1km i 500m z wykorzystaniem wysokorozdzielczych modeli geograficznych. Tak gęsta siatka nie jest obecnie stosowane przez żaden serwis pogodowy w Polsce. Najpopularniejszy serwisy dostępne dla mieszkańców naszego kraju oferują modele o rozdzielczości 4km (UM), 13km (COAMPS) tylko w wersji testowej dostępny jest prognoza 1.5 km dla obszaru Polski, ale nie wykorzystują one wysokorozdzielczych modeli geograficznych. Uzyskanie parametrów pogodowych co 1 km pozwoli na dokładne odzwierciedlenie warunków pogodowych panujących w regionie, szczególnie różnic występujących między terenami zurbanizowanymi oraz zielonymi. Osobno podejście zostanie zastosowane dla aglomeracji trójmiejskiej, gdzie zostanie zastosowana siatka >1km. Dzięki takiemu rozwiązaniu możliwe będzie określenie obszarów o zmienionych właściwościach termicznych, radiacyjnych oraz wilgotnościowych, które przekładają się bezpośrednio na zjawisko miejskiej wyspy ciepła. Z rozdzielczością przestrzenną związana jest odpowiednia parametryzacja fizyczna, która będzie badana i walidowana z pomiarami metrologicznymi teledetekcyjnymi i in situ . Model WRF (Weather Rsearch & Forecasting) w wersji 3.9 umożliwia stosowanie różnych parametryzacji zjawisk fizycznych. Uwzględniana jest turbulencja przyziemnej warstwy atmosfery, zjawiska konwekcji atmosferycznej, radiacji atmosferycznej i powierzchniowej (promieniowanie krótko i długofalowe), fizyka planetarnej warstwy granicznej, itp. W przypadku rozważanego obszaru miejskiego istotą jest tzw. parametryzacja fizyki miejskiej. Jednym z zadań badawczych będzie wykonanie testów (symulacji) potwierdzających poprawność przyjętych parametryzacji fizycznych w tym parametryzacji miejskiej modelu. Osobnym zdaniem badawczym będzie uwzględnienie w procesie modelowania stanu atmosfery dostępnych danych pomiarowych w sensie ich asymilacji (moduł WRFDA - asymilacja danych pomiarowych z opcją transportu zanieczyszczeń gazowych) np. dane synoptyczne i GNSS.

Centrum Informatyczne Trójmiejskiej Akademickiej Sieci Komputerowej
ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk   |   tel. 58-347-24-11
email: office@task.gda.pl   |   NIP: 584-020-35-93