Matematické modelování oblačných a srážkových procesů v atmosféře

Sylabus

*

1. Základní pojmy. Časová a prostorová měřítka oblačných a srážkových procesů, základní soustava rovnic pro modelování oblačné dynamiky a mikrofyziky, různé typy matematických modelů oblačného měřítka, modely oblačné mikrofyziky, modely oblaku, modelování oblačných systémů, přechod na parametrizaci oblačných a srážkových procesů v modelech numerické předpovědi počasí. *

2. Explicitní modely oblačné mikrofyziky. Modelování kapalné mikrofyziky, vývoj spektra oblačných kapek, vznik zárodků srážkových elementů - stochastická koalescence, tříštění a výpar. Modelování mikrofyzikálních procesů s účastí ledové fáze, primární a sekundární nukleace ledu, depoziční růst, různé typy agregačního růstu ledových krystalů, vznik krupek a krup. Vliv mikrofyzikálních procesů na dynamiku oblaku. *

3. Parametrizace mikrofyziky v modelech oblaku. Oblačná voda a led, srážková voda a led, zdrojové členy popisující oblačnou mikrofyziku, Kesslerovská parametrizace mikrofyziky a příklady využití v modelech oblaků, příklady dalších typů parametrizace oblačné mikrofyziky. *

4. Matematické modelování konvektivní oblačnosti. Historie modelování konvektivní oblačnosti oblaku od 1D stacionárních modelů k 3D nehydrostatickým modelům vývoje organizované konvekce. Modelování prostorové struktury silných bouří, vliv vertikálního střihu větru na organizaci bouře. Modely oblačných soustav nesrážkové konvekce. *

5. Parametrizace konvekce v modelech numerické předpovědi počasí. Různé fyzikální přístupy k parametrizaci konvekce v NWP modelech v závislosti na modelovém měřítku. Přehled parametrizací v modelech mezosynoptického měřítka (Fritsch-Chappel, Kain-Fritch, Perkey-Kreitzberg). *

6. Matematické modelování vrstevnaté oblačnosti spodního patra. Radiační vlastnosti oblačné atmosféry, parametrizace radiačního přenosu v oblacích, vliv radiačních procesů na dynamické a srážkové procesy v oblacích, modelování vývoje mlh a vrstevnaté oblačnosti *

7. Oblačnost středního a horního patra. Základní mikrofyzikální a dynamické vlastnosti oblačnosti středního a horního patra, 2D simulace cirovité oblačnosti a oblaků As, aplikace modelu směšovací vrstvy na oblačnost horních pater, parametrizace v modelech většího měřítka *

8. Orografická oblačnost a orograficky podmíněný vývoj srážek.

Anotace

Postupy matematického modelování zaměřeného na procesy různého časového a prostorového měřítka, které vedou k vývoji oblačných systémů a ke vzniku srážek. Zaměřeno na metody, které ústí v objektivní předpověď srážek ve středních zeměpisných šířkách.

~ Předpoklady: znalosti v rozsahu přednášky "Fyzika oblaků a srážek".