Mesoscale data assimilation in regional numerical weather prediction model

Autor: Stanešić, Antonio
Přispěvatelé: Horvath, Kristian
Jazyk: chorvatština
Rok vydání: 2021
Předmět:
Popis: U prvom dijelu ovog rada opisan je sustav mezoskalne asimilacije podatka uspostavljen za regionalni numerički model atmosfere ALADIN-HR (operativna konfiguracija na Državnom hidrometeorološkom zavodu). Izrađena je validacija utjecaja asimilacijskog sustava na kvalitetu prognoze. Rezultati su pokazali da postoji doprinos kvaliteti prognoze temperature i relativne vlažnosti na 2 m tijekom cijelog prognostičkog razdoblja, dok je za visinska polja on vidljiv za prve sate integracije modela. Promatranjem jedne vremenske epizode kada je zabilježena značajna količine oborine pokazalo se da je korištenjem asimilacije podataka dobivena realističnija struktura oborine. Drugi dio rada produbljuje razumijevanje utjecaja metode za procjenu matrice kovarijanci pogrešaka pretpostavljenog stanja (B matrica) na njena obilježja, na analizu i kvalitetu prognoze. Napravljen je proračun B matrice na tri načina: NMC metodom - NMC, ansambl metodom s perturbiranim bočnim rubnim uvjetima (BRU) – ENSLBC te ansambl metodom bez perturbacija BRU – ENS. Dijagnostička usporedba je pokazala da ansambl B matrice imaju uže horizontalne i vertikalne korelacije, manje standardne devijacije po vertikali, manje relativne doprinose varijanci na velikim skalama te pomak krivulje korelacije prema manjim skalama u odnosu na NMC B matricu. Perturbacije BRU kod ENSLBC B matrice utječu na povećanje relativnog doprinosa varijanci za velike skale ali isto tako malo utječu na pogreške pretpostavljenog stanja specifične vlažnosti (veći utjecaj ima odabir metode). Eksperimenti s asimilacijom jednog mjerenja korištenjem NMC i ENSLBC B matrice pokazali su da se najveće razlike u strukturi inkremenata javljaju za specifičnu vlažnost. Također, najveća razlika i bitno veći inkrementi analize dobiveni su za specifičnu vlažnost kada je korištena NMC B matrica u odnosu na ENSLBC B matricu. Utjecaj B matrice na kvalitetu prognoze pokazao je da ENSLBC B matrica unaprjeđuje prognozu naoblake, oborine i srednjeg tlaka na razini mora. Također, pozitivno utječe na prilagodbu modela na početne neravnoteže. U zadnjem dijelu rada prikazane su mogućnosti poboljšanja prognoze korištenjem asimilacije radarskih mjerenja u modelu malog prostornog koraka za slučaj olujnog nevremena na području Hrvatske. Rezultati su pokazali da bez korištenja asimilacije podatka simulacija razvoja i kretanje oluje, ali također i odgovarajućih okolišnih uvjeta, nije bila zadovoljavajuća. Asimilacija površinskih mjerenja dala je odgovarajuću prostornu raspodjelu atmosferskih polja važnih za konvektivne procese. Bez toga, model malog koraka mreže, čak i uz korištenje asimilacije radarskih podataka, ne simulira dobro razvoj oluje. Najbolja simulacija dobivena je korištenjem asimilacije površinskih i radarskih mjerenja. (Short summary from Extended abstract) In this study data assimilation system implemented at DHMZ was described. Special focus was given to the estimation of the B matrix and study of its characteristics depending on the method used for estimation. The influence of the LBC perturbations was also assessed. Influence on analysis and quality of forecast confirmed that, showing that the ensemble B matrix has a positive influence on initial model balances and quality of the model forecast. The influence of radar data assimilation was evaluated for a severe convective storm that hit the northern part of Croatia. Results demonstrated the importance of data assimilation of radar, but also conventional data.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: