Ilmakehän kosteusprofiilin vaikutus sadeveden haihtumisen aiheuttamaan jäähtymiseen

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2017112252549
Title: Ilmakehän kosteusprofiilin vaikutus sadeveden haihtumisen aiheuttamaan jäähtymiseen
Author: Hautala, Joona
Other contributor: Helsingin yliopisto, Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, Fysiikan laitos
University of Helsinki, Faculty of Science, Department of Physics
Helsingfors universitet, Matematisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för fysik
Publisher: Helsingfors universitet
Date: 2017
Language: fin
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2017112252549
http://hdl.handle.net/10138/229326
Thesis level: master's thesis
Discipline: Meteorology
Meteorologia
Meteorologi
Abstract: Tässä Pro gradu -työssä tutkittiin yksiulotteisen numeerisen mallin alkutilan kosteusprofiilin vaikutusta sadeveden haihtumisen ja sen aiheuttaman ilman jäähtymisen voimakkuuteen lyhyellä aikavälillä. Tutkimuksessa mallinnettiin mesoskaalan konvektiiviseen systeemiin liittyvää tasaisen sateen alueen alasinpilveä idealisoiduissa olosuhteissa "äärettömänä alasimena''. Alasinpilven alarajaa mallinnettiin pitämällä sadeveden sekoitussuhde vakioarvossa 0,143 g/kg yhdellä mallipinnalla 570 hPa:n korkeudessa koko malliajon ajan. Tutkimuksessa tarkasteltiin tältä mallipinnalta putoavan sadeveden haihtumisen aiheuttamaa vesihöyryn sekoitussuhteen kasvua ja lämpötilan laskua. Malliajot suoritettiin viidellä eri alkutilan kosteusprofiililla käyttäen yksiulotteista OpenIFS SCM -mallia. Kaikki muut alkutilan muuttujat pidettiin samoina kaikissa tapauksissa. Kaikissa tapauksissa käytetty lämpötila- ja ensimmäinen kosteusprofiili muodostettiin käyttäen ERA-Interim -uusanalyysiä. Neljä muuta kosteusprofiilia muodostettiin painottaen ERA-Interimin avulla luotua kosteusprofiilia gaussin funktiolla 300-960 hPa:n välillä siten, että painotus oli suurin 590 hPa:n korkeudella. Kaikkein kosteinta tapausta ei kuitenkaan huomioitu tulosten tarkastelussa, sillä kyseisessä tapauksessa malli käynnisti konvektion välittömästi eivätkä tulokset tästä syystä olleet vertailukelpoisia muiden tapausten kanssa. Alkutilan kosteusprofiili vaikuttaa sekä haihtumisen voimakkuuteen että jäähtyvän kerroksen rakenteeseen. Kosteammat alkutilat johtivat haihtumisen heikkenemiseen, mutta samalla suurempi osa samasta sadevesimäärästä pääsi putoamaan alemmille mallipinnoille. Tästä syystä haihtuminen ja jäähtyminen alkoivat vaikuttaa alemmilla mallipinnoilla aiemmin. Ensimmäisten 30 minuutin aikana malliajon alusta ero haihtumisen aiheuttaman ilman jäähtymisen voimakkuudessa kasvoi suurimmillaan jopa kolminkertaiseksi, kun alkutilan suhteellinen kosteus kyseisessä kerroksessa oli 40 % -yksikköä pienempi. Todellisessa ilmakehässä voimakkaampi haihtuminen kuivilla alueilla vahvistaa mesoskaalan kyllästymättömän laskuvirtauksen voimakkuutta tasaisen sateen alueella. Tällöin rajakerroksen yläpuolelle voi muodostua ohut lämmin anomalia, joka on tarpeeksi voimakas estämään konvektion myöhemmän kehityksen alueella. Kosteilla alueilla heikompi haihtuminen ensinnäkin johtaa heikompaan laskuvirtaukseen ja toisekseen lisää haihtumista alemmissa kerroksissa, mikä voi estää lämmintä anomaliaa muodostumasta.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Progradu_Joona_Hautala.pdf 3.616Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record