Master Thesis by Eva Podgrajsek – Niels Bohr Institute - University of Copenhagen

Forward this page to a friend Resize Print kalender-ikon Bookmark and Share

Niels Bohr Institute > Calendar > 2010 > Master Thesis by Eva P...

Master Thesis by Eva Podgrajsek

A test of two NWP models on a Foehn event

The defense will be in Swedish

Sammanfattning
Föhn händelser är fenomen som sker överallt i världen och ändrar vädret drastiskt. Under endast ett par timmar kan temperaturen stiga med flera grader och fuktigheten sjunka extremt. Detta kan få både miljömässiga och ekonomiska konsekvenser och det är därför viktigt att ha NWP modeller som kan förutspå föhn händelser. Idag använder Danmarks Meteorologiska Institut hydrostatiska modeller för att göra sina prognoser. Syftet med detta projekt är att testa en ny icke-hydrostatisk HARMONIE modell som har en upplösning på 2,5km och se om den är bättre på att förutspå föhn hädelser jämfört med den operativa K05 HIRLAM modellen med upplösning på 5 km. Även mer kunskap om föhn vindar vill fås. En föhn händelse som skedde på sydvästra Grönland den 30-31 januari 2010 studeras i rapporten. Undersökningarna som har gjorts för detta projekt har gett resultatet att båda modellerna får prognoser som visar att det kommer att bli en föhn hädelse i tidsperioden som studeras. Men det är stor skillnad i hur bra modellerna förutspår temperatur, relativ fuktighet och vindhastighet. I temperaturprognoserna fick HIRLAM modellen ett minimum fel på -7°C och HARMONIE modellen fick ett minimum fel på -4°C jämfört med den maximala temperaturen som observerades under föhn händelsen. HARMONIE modellen har vindhastighetsprognoser som följer de observerade värdenas ökningar och sjunkningar mycket bättre än HIRLAM modellen, som mestadels har för låga vindhastigheter. Men det är i de relativa fuktighetsprognoserna som skillnaden mellan de två modellerna är som störst. HIRLAM modellen fick minimum fel på 33 % medan HARMONIE modellen fick ett minimum fel på 5,1% jämfört med det minsta observerade värdet. Huvudresultatet i projektet är att luften i den specifika föhn händelsen sjunker på grund av lee vågor, dvs. en topografisk betingad atmosfärisk stående våg och att den icke-hydrostatiska HARMONIE modellen är bättre på att förutspå temperatur, relativ fuktighet och vindhastighet jämfört med den hydrostatiska HIRLAM K05 modellen. Den markanta skillnaden mellan modellerna ligger in den relativa fuktighetsprognosen. För att få ett mer pålitligt resultat måste modellerna köras med samma upplösning och fler föhn händelser måste studeras.
Vejledere: Aksel Walløe Hansen, NBI, Niels Woermann Nilesen, DMI
 

Abstract

Foehn events are phenomena that happen all around the world and change the
weather drastically. In a few hours the temperature can rise several degrees
and the humidity can fall extremely. This can have both environmental and
economic effects and thus it is important to have good NWP models that can
predict foehn events. At the present Denmark's Meteorological Institute uses
hydrostatic models in their weather forecasts. The aim of this project is to
test if a new non-hydrostatic HARMONIE model with a resolution of 2.5km
is better than the operational K05 HIRLAM model with a resolution of 5km
in predicting a foehn event and to get more knowledge about foehn events. A
foehn case that happened in southwest Greenland on the 30-31st of January
2010 is being studied. From the investigation done in this report the result is
that both models do predict that there will be a foehn event in the period that
is studied. But there is a big difference in how well the two models predict
the three parameters: temperature, relative humidity and wind speed. For the
temperature the HIRLAM model had a minimum error of approximate -7°C
and HARMONIE had an error of approximate -4°C compared to the maximum
observed temperature. The wind speed forecasts by HARMONIE where much
better in predicting the rises and falls of the wind compared to the HIRLAM
forecast, which predicted to small wind speed errors. The results from the
relative humidity forecasts have the most signifcant differences when comparing
the two models. The HIRLAM model got errors of 33% and HARMONIE got a
minimum error of 5.1% compared to the minimum observed relative humidity.

The main result is thus that this foehn event involves descent of air with lee
waves and that the non-hydrostatic HARMONIE model is better in predicting
temperature, relative humidity and wind speed compared to the hydrostatic
DMI-HIRLAM K05 model for this foehn case. The signifcant difference between
the models lies in the forecast of the relative humidity. More case studies and
model runs with the same resolution are needed, to obtain a reliable conclusion
of which of the two models that is best in forecasting a foehn event.

Supervisors:
Aksel Walløe Hansen, NBI, Niels Woetmann Nielsen, DMI