Het ASWAN-project

Naar een zeer hoge resolutie HiRLAM.

created at 06-09-1999.

Een ontwikkeling van de laatste jaren is het opkomen van weersverwachtingen op de mesoschaal. De modellen die deze verwachtingen moeten leveren moeten net als de gewone weermodellen geinitialiseerd (= een beschrijving van de atmosfeer op het beginmoment van de berekeningen) worden. Omdat de resolutie van de mesoschaalmodellen zo hoog is (5 - 20 km) moeten de metingen die in de analyse gebruikt worden ook informatie op deze schaal bevatten. Het conventionele meetnet in Nederland kan aan de grond deze gedetailleerde informatie al leveren, omdat de dichtheid van de synoptische stations hoog is. Echter, op wat grotere hoogte is er (nog) weinig informatie. Eens in de 6 uur worden er radiosondes opgelaten, maar in de tijd daartussen en op andere plaatsen dan waar radiosondes opgelaten worden is er weinig informatie over de bovenlucht beschikbaar.

Tegenwoordig kan er door nieuwe (remote sensing) meettechnieken meer informatie verkregen worden over de onderste paar kilometer van de atmosfeer. Enkele van deze nieuwe meetapparaten zijn sodar en wind-profilers . Deze leveren een gedetailleerd beeld van het vertikale profiel van de temperatuur en de wind.

Doelstelling

In het ASWAN-project wordt de invloed van deze nieuwe waarnemingen op de fijnschalige analyse en de korte termijn verwachting in een hoge resolutie mesoschaalmodel bekeken. Hierbij staat ASWAN voor ASsessment of the impact of Wind profiler/sodar data on the mesoscale wind Analysis in the Netherlands. Specifieke doelen binnen ASWAN zijn:

het bestuderen van de invloed van profiler/sodar waarnemingen op de mesoschaalanalyse en de korte termijn verwachting van het windveld boven Nederland en de directe omgeving;
het bestuderen van de invloed op de mesoschaalanalyse en de korte termijn verwachting van het gebruik van de Flux-Routines van Wim de Rooy bij het vertalen van de synoptische waarnemingen naar ondiepe profielen (100-200 meter);
het doen van aanbevelingen aangaande het aantal en de optimale plaatsing van nieuwe profilers ten behoeve van een profiler netwerk in Nederland.

De mesoschaal analyses zullen gemaakt worden met het HiRLAM (High Resolution Limited Area Model), op een veel hogere resolutie (5-10 km) dan nu gebruikt wordt voor operationele doeleinden (50 km). Voor het realiseren van deze doelen zijn binnen ASWAN de volgende stappen vereist:

het aanpassen van de structuurfuncties die in het analyseschema van HiRLAM gebruikt worden;
het geschikt maken van het analyseschema van het HiRLAM voor het verwerken van profiler/sodar data;
het geschikt maken van het analyseschema van het HiRLAM voor het toepassen van de Flux Routines van Wim de Rooy;
het opzetten van een database met daarin interessante gevallen om te bestuderen binnen ASWAN. Deze gevallen moeten veel informatie in het windveld hebben op de mesoschaal (grote variatie in windsnelheid en/of richting boven Nederland);
het kiezen van een resolutie van het HiRLAM voor de analyse op de mesoschaal, keuze voor semi-lagrangiaans/euleriaans, behandeling van de randen en een keuze van het gebied dat bekeken moet worden
studie naar de impact van profiler/sodar waarnemingen en het gebruik van de Flux-Routines, mogelijk ook radarprofielen;
aanbevelingen voor de mogelijke plaatsing van nieuwe profilers.

Met een gedetailleerde analyse van het windveld en een hoge resolutie korte termijn verwachting kan bijvoorbeeld de variatie van het windveld op de mesoschaal veel beter beschreven en gemodelleerd worden. Deze analyses en forecasts kunnen bijvoorbeeld gebruikt worden voor betere landingsverwachtingen voor vliegtuigen en betere verwachtingen voor de kleine luchtvaart. Omdat mesoschaalcirculaties veel beter opgelost worden in een hoge resolutie model kan de uitvoer van dit soort modellen misschien ook een rol gaan spelen als leverancier van meteorologische data voor modellen, zoals CALM, die de verspreiding berekenen van gevaarlijke stoffen in geval van calamiteiten.

Met een hoge resolutie versie van het HiRLAM-model worden binnen het ASWAN-project een aantal verschillende experimenten gedaan. Er wordt gerekend op een grid van 82 bij 82 punten welke Nederland en directe omgeving representeren (zie de figuur hieronder).

De roosterpuntsafstand is ongeveer 11 km waarmee deze modelversie een gebied van ongeveer 900 bij 900 kilometer bestrijkt. Met het model worden drie verschillende analyse-forecast cycli gedraaid. De eerste is de zogenaamde referentie-run, waarbij alleen de normaal beschikbare waarnemingen gebruikt worden. Van deze run zijn hieronder een aantal voorbeelden te zien.

Naast de referentie-run worden 2 impactruns gedraaid waarbij in de eerste run naast de normale waarnemingen ook gebruik gemaakt wordt van de waarnemingen die verricht worden met de profiler in Cabauw. Hiermee wordt dus de impact duidelijk die een profiler op de analyse en forecast heeft. De tweede impactrun gebruikt in de analyse niet de profilerwaarnemingen maar kunstmatig gegenereerde profielen. Deze profielen worden gegenereerd met de flux-routines van Wim de Rooy en moeten een beeld geven van de variabiliteit die geintroduceerd wordt in het model door een mogelijk toekomstig profiler-netwerk.

De komende tijd zullen regelmatig resultaten van het onderzoek met het fijnschalige HiRLAM-model toegevoegd worden aan deze pagina.

Onder de volgende links kunt u enkele voorbeelden van hoge-resolutie producten vinden zoals die met het hoge resolutie HiRLAM gemaakt kunnen worden:

Let op: de getoonde figuren komen uit een experiment. De juistheid en het op vaste tijdstippen verversen van de informatie op deze pagina wordt niet gegarandeerd. Op deze pagina zal slechts informatie te vinden zijn die iets achter loopt bij de actualiteit.

Een animatie

van de uurlijkse uitvoer van wind, temperatuur, luchtdruk en neerslag van de ASWAN-XHR-run.

Voorbeeld van mogelijkheden van hoge resolutie HiRLAM.

Februari 1999 werd in Nederland gekenmerkt door een aantal dagen waarop sneeuw een verkeerschaos veroorzaakte. Maandagochtend 16 februari stond er een recordlengte van bijna 1000 kilometer file op de Nederlandse snelwegen doordat er in de nacht van zondag op maandag ongeveer 10 centimeter sneeuw viel. De volgende nacht passeerde er een trogvormige storing met veel wind op de Wadden die opnieuw een aantal centimeters sneeuw opleverde. Deze storing zat erg goed in het hoge resolutie model. Dit is duidelijk te zien als je onderstaande figuren van de geaccumuleerde neerslag van 00-03 UTC van het hoge resolutie HiRLAM (10 km) vergelijkt met het radarbeeld van De Bilt van 03 UTC.

Hoge resolutie HiRLAM 03-uurs neerslag en windveld van 03UTC.

Neerslagradarbeeld De Bilt 03UTC.

Het windveld in het hoge resolutie model laat ook duidelijk meer structuur zien dan het windveld in het 'gewone', 50 km HiRLAM (zie hieronder). Duidelijk is te zien dat er op het IJsselmeer in het hoge resolutie HiRLAM (bijna) net zoveel wind staat als op de Noordzee. In het normale HiRLAM is het IJsselmeer te klein om goed opgelost te worden wat ervoor zorgt dat de wind op het gridpunt dat het IJsselmeer representeert vaak veel te zwak is. Met het verhogen van de resolutie worden dit soort problemen dus opgelost.

50 km HiRLAM windveld om 03 UTC.

Heeft u vragen stuur dan een email naar: Sander Tijm, WM/AM

06-09-1999

Dit project wordt mede gefinancierd door het Ministerie van Defensie