Simulacije klimatskog odziva na udvostručene koncentracije ugljičnog dioksida u atmosferi korištenjem jednostavnog modela opće cirkulacije atmosfere

Atmospheric response to doubled carbon dioxide concentration is estimated by analyzing 35-member ensemble mean made by an atmospheric general circulation model of intermediate complexity. Simulated changes in the mean fields are evaluated for winter (January-February-March) and summer (July-August-September) seasons. Results show that doubled CO2 concentration causes warming of around 2 °C at all levels in the model. At the surface, the largest temperature change is found over the polar areas; while at the higher levels considerable warming is found mostly over the continental parts. Atmospheric warming at the 300 hPa level is accompanied by cooling over the polar areas. At the levels above 300 hPa, temperature drops globally. Changes in jet stream occur at Northern Hemisphere with larger winter amplitudes. During the respective winter, stratiform precipitation significantly increases at the higher latitudes of both hemispheres and decreases mostly over the oceans. Over the Northern Hemisphere, convective precipitation is significantly increased during the summer. Over the southern part of tropical Pacific, stratiform and convective precipitation is decreased during the both seasons. Results also demonstrate that indirect impact of increased CO2 concentration (i.e. effects associated with changes in the lower boundary conditions) generally has a stronger contribution to the tropospheric warming than direct CO2 impact (i.e. the impact associated with absorption and emission of longwave radiation).Atmosferski odziv na udvostručene koncentracije ugljičnog dioksida istražen je pomoću 35-članog ansambla kreiranog relativno jednostavnim modelom opće cirkulacije atmosfere. Promjene srednjih stanja analizirane su za zimsku (siječanj-veljača-ožujak) i ljetnu (srpanj-kolovoz-rujan) sezonu. Rezultati pokazuju da udvostručenje koncentracije CO2 uzrokuje zatopljenje od oko 2 °C na svim promatranim nivoima. U prizemnom sloju do najvećih promjena dolazi u polarnim područjima, dok u višim slojevima veće zatopljenje zahvaća uglavnom kontinentalne dijelove Sjeverne hemisfere. Porast temperature na 300 hPa popraćen je zahlađenjem nad polarnim područjima. Na nivoima iznad 300 hPa dolazi do globalnog pada temperature. Signifikantne promjene mlazne struje javljaju se na Sjevernoj hemisferi te su izraženije u zimu. Do značajnog porasta stratiformne oborine dolazi na zimskoj hemisferi u višim geografskim širinama, dok se smanjenje javlja uglavnom iznad oceana. Signifikantan porast konvektivne oborine javlja se ljeti iznad kontinenata Sjeverne hemisfere. U južnom dijelu tropskog Pacifika u obje sezone dolazi do smanjenja stratiformne i konvektivne oborine. Također je pokazano da neizravni utjecaj porasta koncentracija CO2, tj. promjene donjih graničnih uvjeta koje su posljedica porasta CO2 imaju veći doprinos zatopljenju troposfere od izravnog utjecaja koji se odvija putem apsorpcijsko-radijacijskih procesa na samim molekulama CO2

Potpuni i homogeni nizovi mjesečnih temperatura zraka za konstruiranje klimatskih normala 1981.–2010. za Hrvatsku

Providing climatological normals is one of the most important tasks for national meteorological services. Estimating the statistical characteristics of climate variables from incomplete and inhomogeneous data can result in biased estimations; thus, it is necessary to fill in missing values and remove inhomogeneities. Though it is very important, the homogenization procedure is still not a part of data quality-check procedures. In this work, monthly temperature data from 39 meteorological stations in Croatia for the period 1981–2010 were examined for missing data and inhomogeneities. Stations were divided into three climatic regions, and homogenization was performed for each one separately. The performance of the homogenization method was tested by: (1) comparison of correlation coefficients amongst stations and (2) changes in rotated principal components for datasets before and after homogenization. Obtained homogeneity breaks were compared with metadata and published literature. Changes in the statistical characteristics of temperature climate normals 1981–2010 (e.g., long-term means and decadal trends) were observed at annual and seasonal scales between original and homogenized series. The significance of the changes in mean was tested using the Student’s t-test, while the significance of trends was tested with the Mann-Kendall test. The homogenization software used was the R package, climatol.Pružanje informacija o klimatskim normalama pripada u najvažnije zadatke nacionalnih meteoroloških službi. Statistička obilježja klimatskih varijabli određena iz nepotpunih i nehomogenih podataka daju pristranu procjenu te je nedostajuće podatke nužno nadopuniti i ukloniti nehomogenosti. Homogenizacija podataka, iako vrlo važna, još uvijek nije dio procedura za kontrolu kvalitete podataka. U radu je ispitan obim nedostajućih podataka i homogenost na nizovima mjesečnih temperatura zraka s 39 meteoroloških postaja u Hrvatskoj iz razdoblja 1981.–2010. Postaje su podijeljene prema pripadnosti klimatskim područjima i homogenizacija je provedena za svako područje posebno. Uspješnost metode homogenizacije testirana je: (1) usporedbom koeficijenata korelacije mjesečnih temperatura na postajama i (2) usporedbom rotiranih glavnih komponenti prije i nakon homogenizacije. Prekidi u homogenosti uspoređeni su s meta podacima i objavljenom literaturom. Promjene u statističkim obilježjima temperaturnih klimatskih normala 1981.–2010. kao što su višegodišnji srednjak i dekadni trend uočene su na godišnjoj i sezonskim skalama između originalnih i homogeniziranih nizova. Značajnost razlika u srednjaku testirana je Studentovim t-testom dok je značajnost trenda testirana Mann-Kendalovim testom. Za homogenizaciju je korišten R paket climatol

Temperaturne karakteristike i toplinsko opterećenje Dubrovnika

In this study, temperature characteristics and heat load in the city of Dubrovnik are investigated by using temperature data observed at the local meteorological station in Dubrovnik for the period 1961-2019, satellite data collected by LANDSAT5 satellite for the period 2001-2010, and climate indices data obtained from simulations of an urban climate model (MUKLIMO_3) for the period 2001-2010. Trends in daily mean, maximum, minimum, and seasonal temperatures were analysed by using Sen\u27s slope and the Mann-Kendall test. Results reveal rising trends for all of the studied temperature-related elements. However, it is demonstrated that temperature increase is greatest for the summer season with the highest rise for daily maximum temperatures. The same approach was applied to examine trends of climate indices (summer days and tropical nights), which indicates an increase in the number of both summer days and tropical nights. Results of satellite data of average summer land surface temperatures for the period 2001-2010 indicate that urbanised surfaces and bare rock areas heat up more than natural surfaces with vegetation. Climate indices (summer and hot days, warm evenings, and tropical nights) simulated by the urban climate model MUKLIMO_3 also reveal that, on average, in the city of Dubrovnik urbanised surfaces heat up more than natural surfaces with vegetation and that nocturnal heat load is reduced in lower-density built-up areas.U ovom radu istraživane su temperaturne karakteristike i toplinsko opterećenje Dubrovnika korištenjem podataka o temperaturi izmjerenima na lokalnoj meteorološkoj postaji u Dubrovniku u razdoblju 1961.–2019., satelitskih podataka prikupljenih satelitom LANDSAT5 u razdoblju 2001.–2010. te podataka klimatskih indeksa, dobivenih simulacijama urbanog klimatskog modela (MUKLIMO_3) za razdoblje 2001.–2010. Trendovi srednjih dnevnih, maksimalnih i minimalnih dnevnih te sezonskih temperatura analizirani su korištenjem Senovog nagiba i Mann-Kendallovog testa. Sve analize pokazuju uzlazne trendove promatranih temperatura. Međutim, pokazuje se da je porast temperatura najveći u ljetnoj sezoni, posebice za maksimalne dnevne temperature, za koje je zabilježen najveći porast. Isti pristup primijenjen je za ispitivanje klimatskih indeksa (ljetni dani i tropske noći), koji ukazuju na porast godišnjih brojeva ljetnih dana i tropskih noći. Rezultati satelitskih podataka prosječne ljetne površinske temperature u razdoblju 2001.–2010. pokazuju da se područja golih stijena i urbanizirani dijelovi domene jače zagrijavaju od područja s vegetacijom. Klimatski indeksi (ljetni dani, vrući dani, tople večeri i tropske noći) dobiveni simulacijama urbanog klimatskog modela MUKLIMO_3 također ukazuju da se u prosjeku u Dubrovniku urbanizirane površine više zagrijavaju od prirodnih površina s vegetacijom te da se noćno toplinsko opterećenje smanjuje sa smanjenjem gustoće izgrađenosti

Characteristics and modelling of the urban heat island

Zbog korištenja umjetnih materijala u gradnji koji imaju bitno različita toplinska svojstva u odnosu na prirodne materijale, u gradskim sredinama dolazi do narušavanja bilance energije, promjena u hidrološkom ciklusu, sastavu atmosfere, itd. Kao posljedica tih promjena, javlja se fenomen tzv. urbanog toplinskog otoka koji se odražava u bitno višim temperaturama u izgrađenom dijelu grada u usporedbi s ruralnom okolinom. U ovom istraživanju analizirana su obilježja i promjene urbane klime Zagreba na temelju mjerenja s meteoroloških postaja, modeliranja urbanim klimatskim modelom te analizom satelitskih podataka. U prvom dijelu ovog rada diskutirane su opažene vremenske promjene klime na temelju podataka mjerenja s četiri postaje na području Zagreba u razdoblju 1960. – 2019. Drugi dio analize urbanog toplinskog otoka Zagreba se temelji na rezultatima urbanog klimatskog modeliranja i analizi utjecaja procesa različitih vremenskih i prostornih skala. Kao jedan od mogućih modifikatora urbane klime Zagreba na većoj prostornoj skali odabrana je Sjeverno-Atlantska oscilacija (NAO). Istražen je utjecaj različitih kombinacija polariteta zimskih i ljetnih NAO događaja na promjene i karakteristike toplinskog opterećenja grada. Rezultati impliciraju vlažnost tla kao značajan faktor povezanosti zimskog NAO-a i obilježja ljetne urbane klime. Ta je pretpostavka provjerena analognom analizom s obzirom na vrijednosti standardiziranog oborinskog evapotranspiracijskog indeksa (SPEI). Nadalje, procijenjen je doprinos utjecaja lokalnih promjena u namjeni zemljišta između 1968. i 2012. godine i promjena u klimatskim uvjetima na ukupnu promjenu toplinskog opterećenja grada. Konačno, korištenjem regionalnih klimatskih simulacija modela iz EURO-CORDEX inicijative procijenjeno je očekivano toplinsko opterećenje grada Zagreba u uvjetima buduće klime za scenarije emisija stakleničkih plinova RCP4.5 i RCP8.5.Extended abstract: pp VII-XI

Characteristics and modelling of the urban heat island

Zbog korištenja umjetnih materijala u gradnji koji imaju bitno različita toplinska svojstva u odnosu na prirodne materijale, u gradskim sredinama dolazi do narušavanja bilance energije, promjena u hidrološkom ciklusu, sastavu atmosfere, itd. Kao posljedica tih promjena, javlja se fenomen tzv. urbanog toplinskog otoka koji se odražava u bitno višim temperaturama u izgrađenom dijelu grada u usporedbi s ruralnom okolinom. U ovom istraživanju analizirana su obilježja i promjene urbane klime Zagreba na temelju mjerenja s meteoroloških postaja, modeliranja urbanim klimatskim modelom te analizom satelitskih podataka. U prvom dijelu ovog rada diskutirane su opažene vremenske promjene klime na temelju podataka mjerenja s četiri postaje na području Zagreba u razdoblju 1960. – 2019. Drugi dio analize urbanog toplinskog otoka Zagreba se temelji na rezultatima urbanog klimatskog modeliranja i analizi utjecaja procesa različitih vremenskih i prostornih skala. Kao jedan od mogućih modifikatora urbane klime Zagreba na većoj prostornoj skali odabrana je Sjeverno-Atlantska oscilacija (NAO). Istražen je utjecaj različitih kombinacija polariteta zimskih i ljetnih NAO događaja na promjene i karakteristike toplinskog opterećenja grada. Rezultati impliciraju vlažnost tla kao značajan faktor povezanosti zimskog NAO-a i obilježja ljetne urbane klime. Ta je pretpostavka provjerena analognom analizom s obzirom na vrijednosti standardiziranog oborinskog evapotranspiracijskog indeksa (SPEI). Nadalje, procijenjen je doprinos utjecaja lokalnih promjena u namjeni zemljišta između 1968. i 2012. godine i promjena u klimatskim uvjetima na ukupnu promjenu toplinskog opterećenja grada. Konačno, korištenjem regionalnih klimatskih simulacija modela iz EURO-CORDEX inicijative procijenjeno je očekivano toplinsko opterećenje grada Zagreba u uvjetima buduće klime za scenarije emisija stakleničkih plinova RCP4.5 i RCP8.5.Extended abstract: pp VII-XI

Characteristics and modelling of the urban heat island

Zbog korištenja umjetnih materijala u gradnji koji imaju bitno različita toplinska svojstva u odnosu na prirodne materijale, u gradskim sredinama dolazi do narušavanja bilance energije, promjena u hidrološkom ciklusu, sastavu atmosfere, itd. Kao posljedica tih promjena, javlja se fenomen tzv. urbanog toplinskog otoka koji se odražava u bitno višim temperaturama u izgrađenom dijelu grada u usporedbi s ruralnom okolinom. U ovom istraživanju analizirana su obilježja i promjene urbane klime Zagreba na temelju mjerenja s meteoroloških postaja, modeliranja urbanim klimatskim modelom te analizom satelitskih podataka. U prvom dijelu ovog rada diskutirane su opažene vremenske promjene klime na temelju podataka mjerenja s četiri postaje na području Zagreba u razdoblju 1960. – 2019. Drugi dio analize urbanog toplinskog otoka Zagreba se temelji na rezultatima urbanog klimatskog modeliranja i analizi utjecaja procesa različitih vremenskih i prostornih skala. Kao jedan od mogućih modifikatora urbane klime Zagreba na većoj prostornoj skali odabrana je Sjeverno-Atlantska oscilacija (NAO). Istražen je utjecaj različitih kombinacija polariteta zimskih i ljetnih NAO događaja na promjene i karakteristike toplinskog opterećenja grada. Rezultati impliciraju vlažnost tla kao značajan faktor povezanosti zimskog NAO-a i obilježja ljetne urbane klime. Ta je pretpostavka provjerena analognom analizom s obzirom na vrijednosti standardiziranog oborinskog evapotranspiracijskog indeksa (SPEI). Nadalje, procijenjen je doprinos utjecaja lokalnih promjena u namjeni zemljišta između 1968. i 2012. godine i promjena u klimatskim uvjetima na ukupnu promjenu toplinskog opterećenja grada. Konačno, korištenjem regionalnih klimatskih simulacija modela iz EURO-CORDEX inicijative procijenjeno je očekivano toplinsko opterećenje grada Zagreba u uvjetima buduće klime za scenarije emisija stakleničkih plinova RCP4.5 i RCP8.5.Extended abstract: pp VII-XI