Toegepast Atmosferisch Onderzoek

[English]

KORTE TERMIJN BEWOLKING

Introduktie

Sinds tientallen jaren worden wolken vanuit de ruimte geobserveerd door satellieten. Met name geostationaire satellieten zijn zeer geschikt voor nowcasting van bewolking omdat zij de hoge tijdresolutie leveren die hiervoor nodig is. Polaire satellieten leveren wel een veel hogere ruimtelijke resolutie, maar komen te weinig per dag over om bruikbaar te zijn. Toch wordt bewolking over het algemeen nog niet geassimileerd in NWP modellen. Wel worden sinds enkele jaren korte termijn bewolkingsverwachtingen gemaakt, waarbij Meteosat beelden als beginsituatie worden gebruikt. Een voorbeeld is het 'MetCast' model, dat sinds de zomer van 1998 beschikbaar is op de weerkamer van het KNMI en tot 12 uur vooruit rekent. Dit model lijkt op een compleet numeriek weermodel, zij het dat de dynamika is losgekoppeld van de fysika, en stralingsberekeningen zijn achterwege gelaten. Deze loskoppeling van de dynamika heeft als belangrijk voordeel dat het MetCast model geen spin up of spin down heeft voor wolkenwater en de bedekkingsgraad. 
 

Het MetCast model 

In MetCast (Meteosat Cloud Advection SysTem) wordt door Meteosat waargenomen bewolking geadvekteerd met behulp van windvelden van HIRLAM forecasts. Behalve advektie wordt ook verdamping en/of het ontstaan van bewolking in vertikale beweging berekend. Eveneens wordt turbulente diffusie gesimuleerd. De bepaling van de initiele 3-D wolkenvelden gebeurt door kombinatie van synoptische waarnemingen van de wolkenbasis hoogte en wolkentop hoogtes die met behulp van MetClock worden bepaald. MetClock is een module die uit Meteosat beelden automatisch wolkentop temperaturen en de totale bedekkingsgraad berekent. Uit verifikatie van de berekende bedekkingsgraad van het MetCast model bleek dat (gemiddeld) de totale bedekkingsgraad overdag tot de eerste 12 uur en 's nachts tot de eerste 5 uur van de forecast periode nauwkeuriger was voorspeld dan de bedekkingsgraad verwachtingen van het HIRLAM model. Met name de eerste uren van de forecast was de nauwkeurigheid van de bewolkingsverwachtingen aanzienlijk hoger dan die van traditionele weermodellen. Het MetCast model maakt overigens om de 3 uur een plus 12 uur forecast; op de tussenliggende uren worden plus 3 uur forecasts gemaakt. De horizontale resolutie van het model is ongeveer 30 km, maar deze kan, indien gewenst, worden gewijzigd. De vertikale resolutie is 367 m; ook deze kan worden aangepast aan de behoefte. 

Voor de meteoroloog op het KNMI zijn momenteel de volgende 2-dimensionale velden beschikbaar: 

Van deze 8 parameters worden voor de volgende stations tijdseries berekend:


Tenslotte worden ook nog prognoses voor de Meteosat beelden (ir en vis) gemaakt (synthetische Meteosat beelden).
 

Toepassingen 

Het MetCast model kan voor verschillende toepassingen gebruikt worden:
  1. Door kombinatie van zonnestand en berekende totale bedekkingsgraad kunnen verwachtingen voor de globale straling gemaakt worden.
  2. Voorspelling van opklaringen 's nachts kunnen helpen bij de voorspellingen van mist.
  3. AuToTrend: Momenteel worden ook experimenten uitgevoerd met een 'hoge resolutie' MetCast (30 m in de vertikaal , 20 km horizontaal) ten behoeve van de luchtvaart. In dit hoge resolutie model worden tevens verschillende wolkenlagen geassimileerd, in tegenstelling tot het operationele model waar aanvankelijk slechts een wolkenlaag aanwezig is.
  4. Momenteel is een experimentele versie van MetCast beschikbaar, waarin een 1-D convectie model is ingebed. Dit ten behoeve van nowcasting van onweer. 

 

Overige informatie 

Vanaf 2002 zijn ook beelden van de Meteosat Second Generation beschikbaar. Deze beelden zullen een hogere ruimtelijke- en tijdsresolutie van wolkentop temperatuur en bedekkingsgraad kunnen leveren. Momenteel wordt ook geprobeerd het 3-D wolkenanalyse systeem (MetClock plus synop wolkenbasis hoogte) toe te passen in het Hirlam Model. Wellicht dat deze toepassing zal bijdragen aan een betere berekening van de Hirlam temperaturen. 

Referenties

  1. 'Cloud detection using Meteosat imagery and Numerical Weather Prediction model data', Arnout Feijt, Paul de Valk and Sibbo van der Veen, Journal of Applied Meteorology, July 2000. 
  2. 'Zeer korte termijn bewolkingsverwachting met behulp van MetCast', S. H. van der Veen, Technisch Rapprt TR-213, KNMI, september 1998. 
  3. HIRLAM: High Resolution Limited Area Model. Dit is een operationeel weermodel op het KNMI dat tot 2 dagen vooruit rekent. 


Sibbo van der Veen