Lehdistötiedotteet

vk 12/06 Tisler Priit: Meteorologia: Aspects of weather simulation by numerical process.

Lähettäjä: Priit Tisler 21.02.2006 11:58


Priit Tisler

Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta
Meteorologia
24.03.2006

Weather prediction relies nowadays on the representation and numerical modelling of the atmosphere by a computer model. Since physical-mathematical equations that are exploited in order to govern the atmospheric flow are not precise, the models do not represent the real atmosphere entirely and accurately. Despite of this flaw the numerical weather prediction (NWP) provides the basis for the forecasting tools of modern meteorology. This dissertation investigates some specific problem areas of modern NWP activities.

Cloud microphysical processes and development of precipitation are examined. A physical mechanism is presented, which explains the initial step of rain droplet formation due to condensational growth and small-scale turbulent fluctuations. As such detailed simulations of microphysical processes are too slow and too expensive computationally to resolve directly in NWP models, simpler parameterization schemes are widely adopted. In this study so-called Sundqvist NWP rain parameterization scheme is studied. Special attention is given to the scheme’s sensitivity on the vertical resolution of the host model, the tuning of the coalescence parameterization constants and the scheme’s spectral compatibility by utilizing typical cloud and rain drop distributions. 

Mesoscale winds and their mechanisms are studied in a sea gulf environment as the function of the prevailing flow. The inaccuracy of the predicted wind characteristics for coastal zones is serious problem for many NWP models. Eight different NWP setups with different grid spacing are examined, showing that the sea-land distribution of a model plays an essential role on the accuracy of the coastal wind forecasting. Increasing the horizontal resolution in mesoscale models below 10 km does improve the realism of the forecast but does not necessarily improve the traditional verification scores of deterministic forecast in cases of a sparse observational network and complicated heterogeneous surface like in coastal zones. Finally, two case studies are considered, aiming at the evaluation of HIRLAM (HIgh Resolution Limited Area Model) operational NWP model over the Baltic Sea as well in southern Finland in a case of a severe air pollution episode.

- - - - - - - - - -

Ilmakehämallien avulla voidaan laatia sääennusteita useiksi vuorokausiksi eteenpäin. Ilmakehämallit ovat tietokoneohjelmistoja, joiden avulla jäljitellään ilmakehän toimintaa. Mallit eivät kuitenkaan pysty kuvamaan täydellisesti todellista ilmakehää, koska oikea ilmakehä ja sen ilmiöt ovat niin monimutkaisia. Malleissa joudutaankin tekemään yksinkertaistuksia. Tämän väitöskirjatutkimuksen tavoitteena on parantaa tietämystä, joilla nykyisiä numeerisia sääennustusmalleja voitaisiin parantaa. Työssä tutkitaan epätarkkuuksia, joita sääennustemalleissa aiheutuu pienemmän mittakaavan ilmiöissä ja etsitään tapoja parantaa mallien tuloksia.
  
Operatiivisten säämallien erottelukyky on useimmiten 10–20 kilometrin luokkaa. Tätä tiheämpi erottelukyky ja ilmakehän simulointi mallinnuksen avulla on hidasta ja kallista, minkä takia tällaisissa tilanteissa käytetään luonnonilmiöiden yksinkertaisia kuvauksia.  Varsinkin pienen mittakaavan ilmiöt, kuten sadanta ja paikalliset tuulet ovat osoittautuneet sääennustusmalleille vaikeiksi tilanteiksi. Priit Tisler on kiinnittänyt erityistä huomiota Suomen rannikkoseudun tuuliolosuhteisiin, jotka ovat olleet ongelma useiden säämallien tuottamissa ennusteissa. Priit Tisler esittää väitöksessään myös erään mahdollisen selityksen sadepisaroiden syntymekanismista, joka on ollut tiedeyhteisön erityisen kiinnostuksen aiheena vuosikymmeniä. 
  
Väitöskirja julkaistaan sekä Finnish Meteorological Institute Contributions sarjassa että elektronisena verkkojulkaisuna Helsingin Yliopiston palvelimella.
Väitöskirjan ohjaaja: Prof. Hannu Savijärvi, Fysikaalisten tieteiden laitos.
Vastaväittäjä: Prof. Erland Källén,  Tukholman yliopisto.

- - -
Tietoja väittelijästä:
Priit Tisler on syntynyt vuonna 1965 Virossa. Hän on opiskellut ilmakehän fysiikkaa Tarton yliopistossa ja jatkanut myöhemmin opintoja Helsingin yliopistossa (filosofian lisensiaatti, 2002). Priit Tisler on työskennellyt vuodesta 1990 Ilmatieteen laitoksessa.
 
Lisätietoja:
Priit Tisler
Ilmatieteen laitos
Meteorologinen tutkimus
Erik Palménin aukio 1, 00560 Helsinki
e-mail: Priit.Tisler@fmi.fi

Helsingin yliopisto Yhteystiedot