2017. február 28. kedd
Regionális éghajlati modellkísérletek

Az Országos Meteorológiai Szolgálatnál az elmúlt néhány évben két regionális klímamodell adaptálására került sor, melyek az alábbiak (részletek az 1. táblázatban):

  • Az ARPEGE-Climat globális általános cirkulációs modell alapján a Météo France által nemzetközi együttműködésben kifejlesztett ALADIN-Climate regionális klímamodell;
  • A Német Szolgálat korábbi időjárási modellje és az ECHAM4 globális általános cirkulációs modell ötvözésével a hamburgi Max Planck Intézet által fejlesztett REMO modell.

A modellekkel először a múltra vonatkozóan hajtottunk végre kísérleteket abból a célból, hogy teszteljük és megismerjük működésüket egy, a mérések által viszonylag jól ismert, hosszabb múltbeli időszakon, s az így feltérképezett modellgyengeségek alapján fejlesszük őket. Ebben az esetben a modellkísérleteket elsőként olyan "tökéletesnek" tekintett (ún. re-analízis) határfeltételekkel hajtottuk végre, melyek előállításához megfigyelési információkat is felhasználtak. Az ezt követő modell-szimulációkban a nagyskálájú kényszereket már nem megfigyelés-alapú információk, hanem légköri vagy kapcsolt óceán-légkör általános cirkulációs modellek biztosították, ugyanis a jövőre vonatkozóan kizárólag a globális modellek eredményeit tudjuk határfeltételekként felhasználni. A múltra vonatkozóan így előállított eredményeket ebben az esetben is összehasonlítottuk megfigyelési adatokkal, csak míg az előbbi esetben a kiértékelés következtetései a regionális modell fejlesztéséhez szolgálnak információval, addig ezúttal a globális és a regionális modell együttes hibájáról kapunk képet. Itt jegyezzük azt is meg, hogy nincsen egyértelmű kapcsolat a modellek múlt éghajlatra vonatkozó "teljesítménye" és a jövőre vonatkozó viselkedése között, de mégis azt várjuk, hogy a múltban jól teljesítő modell megfelelő alapot biztosít az éghajlat jövőbeli alakulásának becslésére.

A modell-szimulációk a REMO modell esetében 25, az ALADIN modell esetében 25 illetve 10 km-es felbontással készültek; a finomabb felbontású kísérletek során egy kisebb, Kárpát-medencét magában foglaló tartományra, míg a 25 km-es felbontású szimulációkban egy Közép- és Kelet-Európát lefedő, nagyobb területre. A jövőre vonatkozóan a hazai modellkísérletekhez az antropogén tevékenység alakulásával kapcsolatos nagyskálájú kényszereket a globális modellek A1B kibocsátási forgatókönyvével előállított eredményei szolgáltatták, amely a bevezetőben említett forgatókönyvek között egy átlagos változatnak tekinthető a XXI. század második felére vonatkozóan. A modellkísérletek legfontosabb jellemzőit az 1. táblázat foglalja össze, s a modellek integrálási tartományait az 1. ábra mutatja be.


1. táblázat: Az alkalmazott regionális modellek legfontosabb jellemzői

  ALADIN-Climate 4.5 REMO 5.0
Kiindulási modell Dinamika: ALADIN időjárási LAM*
Parametrizációk: ARPEGE-Climate AGCM**
Dinamika: Europa Modell időjárási LAM*
Parametrizációk: ECHAM4 AGCM**
Dinamika
Horizontális térbeli
deriváltak reprezentációja
 Spektrális  Rácsponti
Vertikális koordináta rendszer  Felszínkövető-nyomási hibrid
Hidrosztatikus közelítés Hidrosztatikus
Prognosztikai változók
  • Hőmérséklet,
  • Horizontális szélkomponensek,
  • Specifikus légnedvesség,
  • Felszíni nyomás
  • Hőmérséklet,
  • Horizontális szélkomponensek,
  • Specifikus légnedvesség,
  • Felhő-víztartalom,
  • Felszíni nyomás
 Időbeli sémák  Szemi-implicit + szemi-Lagrange Explicit leapfrog + szemi-implicit korrekció
Fizikai parametrizációk
Sugárzás Fouquart és Bonnel, Morcrette
Talajmodell ISBA Warrilow
Talajrétegek száma 4 (hőmérsékletre) és 2 (nedvességre) 5
Nagyskálájú csapadék és felhőzet  Smith, Ricard és Royer  Sundquist, Roeckner
Konvekció Bougeault Tiedtke, Nordeng

*   LAM: Limited Area Model - korlátos tartományú modell
** AGCM: Atmospheric General Circulation Model - légköri általános cirkulációs modell

 
2. táblázat: A regionális modellekkel végrehajtott kísérletek

  ALADIN-Climate 4.5 REMO 5.0
Kísérlet azonosítója AL_ERA_25 AL_ERA_10 AL_ARP_10 REMO_ERA_25 REMO_ECH_25
Időszak 1961-2000 1961-2000 1961-2100 1961-2000 1951-2100
Horizontális térbeli felbontás  25 km  10 km  10 km  25 km  25 km
Függőleges szintek száma  31  31  31  20  20
 
Modelltartomány
Közép- és Kelet-Európa Kárpát-medence Kárpát-medence Közép- és
Kelet-Európa
Közép- és
Kelet-Európa
 
Peremfeltételek
ERA-40 re-analízisek ERA-40 re-analízisek ARPEGE-Climate/OPA AOGCM*** ERA-40 re-analízisek ECHAM5/MPI-OM AOGCM***
Peremfeltételek felbontása 125 km 125 km 50 km 125 km 200 km
Kibocsátási forgatókönyv - - A1B - A1B

*** AOGCM: Atmosphere-Ocean General Circulation Model: légkör-óceán általános cirkulációs modell

 1. ábra

1. ábra
A modellkísérletek integrálási területe: balra az ALADIN-Climate modell 25 (teljes panel) és 10 km-es
(kék téglalap) felbontású tartományai, jobbra a REMO modell 25 km-es felbontással lefedett tartománya

Regionális modellkísérletek