A villámdetektálástól az új jégkorszakig: a meteorológia vívmányai és kétségei (2010)
Mika János
Kolozsvár, 2010 március 20.
Témák (az utókor virtuális dobozába, 2050-re) Villámdetektálás Együttes
(ensemble) elırejelzés
Regionális Az
klímamodellezés
óceáni szállítószalag stabilitása
Villám-detektálás
TÁVÉRZÉKELÉS (Infrahımérıtıl a windprofilereken át a mőholdas mérésekig)
ELV- fizikai mennyiségek távolba ható sugárzások tılük függı jellemzıinek mérésébıl származó adatok alapján történı indirekt meghatározása TÁVOLBAHATÁS: elektromágneses sugárzások (nano – km!) , hangsugárzás, stb. MÉRÉS: amplitudó, energia, fázis, spektrális viszony, frekvencia eltolódás, polarizáció változás AKTÍV – mesterségesen gerjesztett sugárzás – radarok, lidarok, stb. PASSZÍV – megfigyelt objektum saját sugárzása – infrahımérı, meteorológiai mőholdak
VILLÁMLÁSLOKALIZÁCIÓ -Villámlás helyének meghatározása
VILLÁMLÁSLOKALIZÁCIÓ - SAFIR HMS
Interferometriai iránymérés VHF sávban 5 dipólpárral Pozíció meghatározás iránymetszésekkel Elektromos paraméterek LF sávban
VILLÁLÁSLOKALIZÁCIÓ – adatok megjelenítése
Az OMSZ SAFIR villámlás lokalizációs hálózata mérési adatainak megjelenítése NOWCASTING módban és a HAWK munkaállomáson SAFIR NOWCASTING 15 min
HAWK : SAFIR – poziciók 15 min, radar – CMAX dBZ, mőhold - MSG CH3 (10.6 um), 2005 augusztus 3 19:00
Valószínőségi prognózis deteminisztikus alapokon
Megoldás
Mérések sőrítése, új mérı rendszerek alkalmazása (elsısorban mőhold), rendszeresen hibás adatokat szolgáltató állomások kiszőrése Ensemble (együttes) elırejelzések /EPS/
• Az ensemble technika hátterében az a felismerés áll, hogy az idıjárás elırejelzése során megoldandó egyenletrendszer nagyfokú érzékenységet mutat a kezdeti feltételekre. • A kezdeti feltételek minden esetben hibával terheltek, hiszen a rendelkezésre álló megfigyelések nem pontosak, számuk pedig a légkör szabadsági fokainak számához viszonyítva csekély. • Nem egy elırejelzést készítenek, a legjobbnak ítélt kiindulási feltételekkel és a legfinomabb felbontással, hanem több más elırejelzést is oly módon hogy ezek kiindulási feltételeit megváltoztatják: szimulálják a kezdeti (analízis) hibákat
Fáklya diagram Példa arra, amikor nagy, és kicsi az eltérés az egyes futtatások között
A második napra vonatkozóan nagy a bizonytalanság, (22 és 4 fok) két lehetséges változat:bizonytalan a front átvonulásának az idıpontja
A sok információ elınye:6 napos elırejelzés:ECMWF det és német modell (felül)+2 reprezentatív tag (EPS) Német (det)
ECMWF (det)
Ciklonális helyzet,T 850:0 fok, 5- 15 mm csapadék
Ciklonális helyzet,T 850:0 fok,
r
1- 3 mm csapadék
ECMWF 2. cluster
ECMWF 1. cluster
1. Cluster reprezentatív tag Ciklonális helyzet,T 850:0 fok, 2- 5 mm csapadék Megegyezik a det és a német modellel
2. Cluster reprezentatív tag Anticiklonális helyzet,T 850:-11 fok, Nincs csapadék. Megegyezik az amerikai (GFS) modellel
Milyen lesz a klímaváltozás a Kárpát-medencében?
Integrálási tartományok AZ OMSZ k ét modellje
REMO
ALADIN
ENSEMBLES (2004-2009 december)
10 %
TÉL
90 %
10 %
NYÁR
90 %
Földhasználati változások éghajlati hatásai Sugárzási mérleg (elemi+RadCM)
Klíma változása (MM5 modell)
0,6
Erdı Gyep Szölı
0
Gyümölcs
100% 90% 80%
2
-0,3 -0,6 -0,9 Békés
Csongrád
-1,2
Szabolcs-Szatmár-Bereg
Hajdú-Bihar
-1,5
Jász-Nagykun-Szolnok
Borsod-Abaúj-Zemplén
Region
1999
1996
1993
1990
1987
1984
1981
1978
1975
1972
1969
1966
1963
1960
1957
1954
Vöröshere
70% 60% 50%
Lucerna
40% 30% 20%
Borsó
Napraforgó Cukorrépa Kukorica Zab Rozs 1959
Maximális eltérések A felszínhasználat változás (1999-1959) maximális hatása az egyes napokon
Tmax (oC)
1979
1999
Árpa Búza
Területi különbségek Rmax (%)
Hımérséklet különbség (2m)
oC
Nyugat (1999-1959)
Kelet (1999-1959)
0,6
0,4 0 -0,4 -0,8 -1,2
0,5 0,8
Alföld+É.-Kh.
0,4 0,3 0,4 0,2 0,1 00 -0,1 -0,2 -0,4 -0,3
o
T (C )
An
C Ae
Cc
m
w Aw
CM
AB
AF
zC
A
c Cw m
CM
1951
Burgonya
10% 0%
-1,8
As
O K O K
Földhasználat eltérések
0,3
W/ m
F I Z I K A I
Földhasználat Magyarországon
Dunántúl 0
3
6
9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60
IntegrálIdılépcsı ási idı(óra) (60 óra)
Lehet-e jégkorszak a melegedésbıl?
Az óceán és az éghajlat Cooling
Warm surface current
Intermediate waters
Warm and less saline
Antarctic circumpolar current
A óceánok áramlásait a hımérséklet- és a sótartalom eltérések okozta sőrőségkülönbség tartja mozgásban (“Pentagon-jelentés”, “HOLNAPUTÁN”, ...)
Az utolsó 10 ezer év stabilitása
Az Atlanti-óceáni cirkuláció („szállítószalag”) legyengülése 9 modellben (IPCC, 2001 9.21 ábra) Átlag: 10-30 Sv = 10-30 millió köbméter/másodperc
"Abrupt Climate Change, Inevitable Surprises." National Research Council, 2003.
Konklúzió A meteorológia és klimatológia tudománya több izgalmas módszert dolgozott ki, ám néhány nehezen megítélhetı, ismeretlen kérdéssel is szembesült. Az elıadás mindkét Mindkét tapasztalatból 2-2 témakört mutattunk be, lefedve a tér megannyi nagyságrendjét a néhány métertıl a teljes glóbuszig, idıben a másodperc tört részétıl több száz évig. E négy témakör a kis léptékektıl a nagyobbak felé haladva: – A felhı-felhı és a felhı-föld villámok detektálása, helyzetének 1-2 km pontosságú meghatározása. – Az idıjárás valószínőségi elırejelzése a légkör determinisztikus egyenleteinek ismételt megoldásával. – A várható regionális éghajlati átlagértékek és szélsıségek becslése, eltérı felbontású modellek egybekapcsolásával. – Az óceáni szállítószalag gyengülésének perspektívája, a hirtelen hımérsékletcsökkenés (jégkorszak) lehetısége. Az utóbbi két témát a végkifejlet miatt aggódva ajánlom a Meteorológiai Világszervezet* Centenáriuma figyelmébe. *WORLD METEOROLOGICAL ORGANISATION (1950-…)
Köszönetnyilvánítás
Az elıadó köszöni Dr. Dombai Ferenc és Dr. Bonta Imre kollégák segítségét, akik az Országos Meteorológiai Szolgálatnál végzett tevékenységükrıl néhány diával segítették ıt a villámdetektálás és az együttes elırejelzés bemutatásában.
Köszönöm megtisztelı figyelmüket!
Kovács Margit (1902-77): Meteorológia
