Тема: Гидродинамический прогноз осадков для Бурунди

Гидродинамическое моделирование атмосферных процессов является одним из самых востребованных инструментом исследования и прогнозирования атмосферных процессов. Сегодня в метеорологическом сообществе именно гидродинамическому моделированию посвящено большое число исследований. С его помощью изучают процессы и само моделирование является объектом исследований.
Схемы параметризаций физических процессов являются одним из основных источников неопределенностей в гидродинамических моделях, особенно роль параметризаций повышается в случае использования модели высокого разрешения . Важно понять, с какой именно неопределённостью связаны ошибки в моделировании основных метеорологических величин, таких как температура, влажность и профили ветра, и оценить насколько более сложные схемы параметризаций физических процессов улучшат результаты моделирования. Только когда выбрана наилучшая комбинация схем параметризаций физических процессов можно поставить и, следовательно, решить вопрос о моделировании сложных полях метеорологических величин, к которым относятся осадки. Создать гидродинамическую модель одному «с нуля» сегодня невозможно. Даже если над созданием модели работает целый коллектив, то процесс очень сложен, длителен и не всегда гарантирован хороший результат. Поэтому сегодня метеорологические службы стран, где отсутствуют давние наработки по гидродинамическому моделированию атмосферных процессов, вступают в метеорологические консорциумы или адаптирует, находящие в открытом доступе гидродинамические модели. Гидродинамическая мезомасштабная модель атмосферы должна быть адаптированной к исследуемой территории так, чтобы выбранная модельная область позволяла корректно ставить граничные условия, чьё влияние на область интегрирования было минимальным. Шаги интегрирования по времени и дискретизация по пространству должны обеспечивать необходимую точность воспроизведения атмосферных процессов и одновременно не требовать чересчур больших компьютерных ресурсов. Кроме этого, должен быть использован подходящий к данной местности и выбранному разрешению набор параметризаций.
Гидрометслужбы стран Африки сильно нуждаются в гидродинамических моделях атмосферы, но исследований там практически не ведётся. Проведённый обзор научной литературы позволил выяснить, что в одной из самых значимых стран Африки - Бурунди - исследований, посвященных гидродинамическим прогнозам погоды практически нет. Одной из самых сложных и важных метеорологических проблем Африки является прогноз осадков. Количество осадков в восточной Африке (Танзания, Уганда, Кения, Бурунди ) характеризуется большой пространственной и временной изменчивостью из-за сложного рельефа, наличия больших внутренних озер (таких как Виктория, Ньяса, Танганьика), влияния Индийского океана на востоке, а также особенностей циркуляции синоптического масштаба (таких как внутритропическая зона конвергенции (ВЗК), муссонная циркуляция) и мезомасштабными циркуляциями
Они существенно влияют на местные климатические условия и пространственное распределение таких метеорологических величин, как температура и осадки. Эти особенности обусловливают климатические различия в количестве осадков, режим которых меняется от влажных до засушливых районов, где серьезные метеорологические засухи и малое количество осадков являются постоянной угрозой жизни...
Купить

В настоящем исследовании:
1. Продолжена работа по адаптации модели WRF-ARW для прогноза осадков на территории Республики Бурунди
2. Создан вариант модели с двумя сетками - шаг 4 км и шаг 1.3 км
3. Проведены численные эксперименты по подбору лучшей комбинации параметризаций конвекции; рассмотрено две параметризации
4. Проведена верификация результатов моделирования по данным наблюдений на 4 станциях - Бужумбура, Руйги, Гитега и Мусаса
5. Было установлено, что модель WRF-ARW требует дополнительной адаптации к региону исследований.
6. Для прогноза осадков в разных регионах требуются разные схемы параметризации конвекции.
7. Лучшие результаты показал параметризация конвекции Betts-Miller-Janjic.
8. На качество прогноза большее влияние оказывает не разрешение сетки, а именно метод параметризации конвекции.
9. Во всех численных экспериментах лучшие результаты получены для прогноза осадков на станции Руйиги.
10. Для получения большей информации о качестве прогноза и её использовании для улучшения прогнозирования осадков необходимо использовать другие источники верификации, например спутниковые данные.
11 .Для улучшения качества прогноза осадков в Бурунди в дальнейшем рекомендуется
12.проводить численные эксперименты с выбором лучшей параметризации не только конвекции, но и пограничного слоя атмосферы, а также микрофизики облаков;
13.обеспечить лучшее представление в модели рельефа местности;
14.разработать схему ассимиляции спутниковых и радиолокационных данных

Купить