A WRF oszlopmodell különböző felszínközeli réteg parametrizációinak validálása a PABLS mérésekkel

Abstract

ÖSSZEFOGLALÓ. Fő feladatunk a légkör felszínközeli rétegében zajló mikrometeorológiai folyamatok modellezésének lehetséges fejlesztési irányainak feltérképezése. Ebben a munkában a WRF oszlopmodell planetáris határréteg és felszínközeli réteg sémák különböző kombinációit teszteltük. Az eredmények azt mutatják, hogy a planetáris határréteg parametriziójának megfelelő megválasztása kulcsfontosságú, szemben a felszínközeli séma megválasztásával. ABSTRACT. Our main task is to map the possible development areas of the modelling of microscale processes in the atmospheric surface layer. In this study the single column version of the WRF model was used to test the different available combinations of planetary boundary layer (PBL) and surface parametrizations. Results show that the proper choice of PBL scheme is the key, as opposed to the choice of surface layer scheme. BevezetésA felszínközeli réteg a planetáris határréteg legalsó része, ahol a turbulens fluxusok a magnitúdójuk kevesebb, mint 10 %-ával változnak [1]. Itt zajlik a legjelentősebb momentum-, hő-és nedvességcsere. Állapota meghatározza a szárazföld-légkör kölcsönhatásokat [2]. Ez a legkevésbé ismert része a határrétegnek, modellezésének és mérésének nehézségét az itt zajló mikroskálájú folyamatok, például a turbulencia okozzák. A turbulens áramlást összetett és gyakran kaotikus viselkedés jellemzi, becslése mégis elengedhetetlen a prognosztikus modellek megfelelő működéséhez. Tekintve, hogy a turbulens folyamatok explicit leírásához mikrométer léptékre lenne szükség, a mozgás nincs leírva a modellben, csupán azok hatását becsüljük (pl. transzportált hő). Ezek a becslések továbbra is fizikai egyenletek segítségével történnek az ún. parametrizációkban. A kutatás a Weather Reasearch and Forecasting (WRF) 3.8 oszlopmodelljének segítségével készült. Elsősorban a modell planetáris határréteg (PBL) és felszínközeli réteg (SFC) séma parametrizációit teszteltük. A felszínközeli réteg sémák kezelik a hőfluxusokat, a nedvességet és a momentumokat a légkör alsó részében. Olyan együtthatókat állapítanak meg, amik lehetővé teszik nedvesség fluxusok számítását. Ezek a fluxusok biztosítják az alsó határfeltételeket a PBL sémákban zajló vertikális transzporthoz [3]. A különféle parametrizációk hatékonyságának vizsgálatához mérésekre van szükség. Elengedhetetlen a vertikálisan minél több mintavétel a modell validálásához.