Sylabus
Úvod do modelování atmosféry
Modely všeobecné cirkulace atmosféry jako historický příklad, hydrologický a energetický cyklus atmosféry, rozměrová analýza, základy numerické analýzy, jednoduché problémy modelování.
Dynamická část
Základní typy vln v atmosféře, měřítka atmosférické cirkulace (prostorová a časová), základní hypotézy a užitečné rovnice, diskretizace, typy numerických instabilit, metody horizontální a vertikální diskretizace, časová integrační schémata, numerické filtry vs filtrované rovnice, potenciální vorticita a příklady užití (baroklinní instabilita, tryskové proudění, fronty).
Fyzikální parametrizace
Role parametrizací a jejich historický vývoj. Parametrizace radiačního přenosu, fázové změny vody, mikrofyzika oblačnosti a srážek, efekty nerozlišené orografie, výměna s povrchem a turbulence, suchá konvekce, parametrizace konvekce s vypadáváním srážek.
Analýza a asimilace dat
Aplikace optimálního odhadu v meteorologii na problém analýzy, odvození BLUE rovnice v multiměřítku, chyby pozorování, modelování chyb předběžného odhadu. Metody analýzy, tečné lineární a adjungované modely, základní pojmy asimilace dat. Konstrukce variační asimilace dat v modelu, příklady 3DVAR s rozšířením na 4DVAR. Užití současných pozorování v asimilaci dat, monitoring, kontrola kvality dat, dopad na kvalitu analýzy a předpovědi.
Jako hlavní ukázky aplikace těchto metod budou použity současné numerické předpovědní modely: IFS/ARPEGE (společný numerický předpovědní systém Evropského centra pro střednědobou předpověď počasí a Météo-France) a jeho regionální verze pro jemné měřítko ALADIN (systém vyvinutý v mezinárodní spolupráci a operativně používaný v Českém hydrometeorologickém ústavu).
Anotace
Základy modelování atmosféry, dynamika a instability v atmosféře, fyzikální parametrizace, asimilace dat, syntéza. Hlavním cílem semináře je ukázat, že studium chování modelů je stejně instruktivní jako srovnání jejich výsledků s pozorováním.