Osnovna svojstva obalne cirkulacije duž istočne obale sjevernog Jadrana

An average daily wind regime along the Northern Adriatic eastern coast has been examined at 10 meteorological stations for summertime sea/land breeze circulation. The stations considered are Pula-Airport, Opatija, Rijeka, Senj, Malinska, Omišalj, Mali Lošinj, Rab, Zadar and Zadar-Airport. The aim was to examine the frequency, the times of onset and cessation, the average duration of sea/land breezes, and the impact of the Coriolis force on the wind vector rotation at chosen stations. The results are comparable with corresponding studies of mid-latitude locations. For two stations, an anticlockwise rotation has been discovered (Malinska and Senj), while the remaining stations showed a clockwise rotation, which prevails on the northern hemisphere coasts.Uzduž sjevernog Jadrana, ispitan je srednji dnevni režim vjetra na 10 meteoroloških postaja u slučaju pojavljivanja lokalne obalne cirkulacije u ljetnom periodu. Odabrane postaje su: Pula-aerodrom, Opatija, Rijeka, Senj, Malinska, Omišalj (Rijeka-aerodrom), Mali Lošinj, Rab, Zadar i Zadar-aerodrom. Cilj je bio ispitati učestalost pojave obalne cirkulacije, vrijeme početka i završetka danjeg dijela te prosječno trajanje dnevnog i noćnog dijela obalne cirkulacije kao i utjecaj Coriolisove sile na rotaciju vektora na odabranim postajama. Rezultati su usporedivi s odgovarajućim rezultatima proučavanja za lokacije umjerenih geografskih širina. Na dvije postaje uočena je rotacija u smjeru suprotnom od kazaljke na satu (Malinska i Senj), dok su ostale postaje pokazale zakretanje u smjeru kazaljke na satu koje je uobičajeno za sjevernoj hemisferi

Osnovna svojstva obalne cirkulacije duž istočne obale sjevernog Jadrana

An average daily wind regime along the Northern Adriatic eastern coast has been examined at 10 meteorological stations for summertime sea/land breeze circulation. The stations considered are Pula-Airport, Opatija, Rijeka, Senj, Malinska, Omišalj, Mali Lošinj, Rab, Zadar and Zadar-Airport. The aim was to examine the frequency, the times of onset and cessation, the average duration of sea/land breezes, and the impact of the Coriolis force on the wind vector rotation at chosen stations. The results are comparable with corresponding studies of mid-latitude locations. For two stations, an anticlockwise rotation has been discovered (Malinska and Senj), while the remaining stations showed a clockwise rotation, which prevails on the northern hemisphere coasts.Uzduž sjevernog Jadrana, ispitan je srednji dnevni režim vjetra na 10 meteoroloških postaja u slučaju pojavljivanja lokalne obalne cirkulacije u ljetnom periodu. Odabrane postaje su: Pula-aerodrom, Opatija, Rijeka, Senj, Malinska, Omišalj (Rijeka-aerodrom), Mali Lošinj, Rab, Zadar i Zadar-aerodrom. Cilj je bio ispitati učestalost pojave obalne cirkulacije, vrijeme početka i završetka danjeg dijela te prosječno trajanje dnevnog i noćnog dijela obalne cirkulacije kao i utjecaj Coriolisove sile na rotaciju vektora na odabranim postajama. Rezultati su usporedivi s odgovarajućim rezultatima proučavanja za lokacije umjerenih geografskih širina. Na dvije postaje uočena je rotacija u smjeru suprotnom od kazaljke na satu (Malinska i Senj), dok su ostale postaje pokazale zakretanje u smjeru kazaljke na satu koje je uobičajeno za sjevernoj hemisferi

Formiranje povratnog zavjetrinskog strujanja nad sjeveroistočnim Jadranom tijekom bure

In-situ measurements indicate the existence of reversed near-surface airflow over the north-eastern Adriatic during the bora wind. Here we examine its structure and evolution by means of a numerical simulation. The studied phenomenon developed during typical summer frontal bora that is associated with a cold air advection from the north-east. It is characterized by a sudden increase in wind speed and a brief duration. Within a sheltered area near the town of Malinska on the island of Krk, onshore flow occurred as the bottom branch of the lee rotor-like circulation that was associated with the hydraulic jump. While the closed circulation somewhat resembles the hypothesized hydraulic-jump rotor, there are significant differences, particularly in the strength of the turbulence associated with the rotor formation.Površinska mjerenja upućuju na postojanje povratnog površinskog strujanja na sjeveroistočnom Jadranu tijekom bure. Stoga ovdje ispitujemo njegovu strukturu i razvoj pomoću numeričkih simulacija. Proučavana se pojava razvila tijekom jednog tipičnog događaja ljetne frontalne bure koju karakterizira iznenadno povećanje brzine vjetra. U blizini Malinske, unutar zaklonjenog dijela tijekom bure, strujanje prema obali je nastalo kao donja grana zavjetrinske cirkulacije slične rotoru koja je povezana s hidrauličkim skokom. Iako zatvorena cirkulacija sliči hipotetskom rotoru uslijed hidrauličkog skoka, postoje značajne razlike, osobito u snazi turbulencije koja je povezana s nastankom rotora

Veza između plitke termalne cirkulacije zraka i kumulonimbusa nad Sjevernim Jadranom

The aim of this study is to determine the relationship between the occur¬rence of a sea breeze (SB) and cumulonimbus (Cb) clouds over the Istrian Pe¬ninsula. For this purpose, available standard surface measurements, i.e., the near-surface wind, the air and sea surface temperatures and cloudiness at two stations (Pula-Airport and Pazin), and satellite images were analyzed. The study was performed during the summer months (from June to September) for the years 1997–2006. The analysis showed that the Cb development was typically associated with certain meteorological conditions. These conditions were as follows: (i) SB speed at Pula-Airport in the range of 3–5 m s–1, (ii) maxi¬mum temperature difference between sea and land near Pula-Airport around 4 °C, and (iii) maximum air temperature in Pazin in the range of 25 to 31 °C. On average, during the days with simultaneous development of SB and Cb clouds, the land breeze was weaker and the air temperature was higher than on other analyzed days. Diurnal cloud evolution showed that Cb clouds usually develop (above Pazin) between 13 and 14 h of Central European Time (CET). Cumulus clouds, as indicators of the SB inland penetration, preceded the Cb development. Satellite images for 2000–2006 obtained by the geostationary satellites Meteosat 7 and 8 were investigated, and a spatial distribution and a temporal development of 30 chosen Cb events were detected. Two characteris¬tic regions of the Cb origin were noted: the northern and southeastern parts of the Istrian Peninsula. The Cb clouds usually formed between 11 and 13 CET, lasting in general from 3 to 5 hours and disintegrating between 15 and 17 CET.Cilj je ove studije odrediti vezu između pojave smorca i kumulonimbusa (Cb) nad Istrom. Pritom se koriste raspoloživa standardna prizemna mjerenja, kao što su prizemni vjetar, prizemna temperatura zraka, površinska temperatura mora i naoblaka na dvije postaje (zračna luka Pula i Pazin) te satelitske slike. Analiza koja se vršila za ljetne mjesece (od lipnja do rujna) u razdoblju 1997.–2006. je pokazala da je Cb razvoj učestaliji u određenim meteorološkim uvjetima. Oni su bili: (i) brzina smorca na postaji zračna luka Pula u intervalu od 3–5 m s–1, (ii) maksimalna temperaturna razlika između kopna i mora oko 4 °C u blizini zračne luke Pula i (iii) maksimalna temperatura zraka u Pazinu u intervalu od 25 do 31 °C. U usporedbi s drugim analiziranim danima, kopnenjak je bio nešto slabiji i temperatura zraka je bila viša onih dana kada je registrirana istovremena pojava SB i Cb nad Istrom. Dnevni razvoj oblaka je pokazao da se Cb oblak uobičajeno razvija nad Pazinom izme|u 13 and 14 h po srednjeeuropskom vremenu. Kumulusni oblaci povrh i ispred SB fronte, (koja je indikator prodiranja morskog zraka u unutra{njost), prethodili su Cb razvoju. Satelitske slike u razdoblju 2000.–2006. dobivene geostacionarnim satelitima Meteosat 7 i 8 su pokazale prostornu razdiobu i vremensku evoluciju 30 odabranih slučajeva Cb razvoja. Uočena su dva karakteristična područja nastanka Cb: sjeverni i jugoistočni dio Istre. Oblaci Cb tipa se uobičajeno formiraju između 11 i 13 h po srednjeeuropskom vremenu, traju od 3 do 5 sati te nestaju između 15 i 17 h po srednjeeuropskom vremenu

Poboljšanje sheme vertikalne difuzije u ARPÈGE/ALADIN modelu

In atmospheric numerical weather prediction (NWP) models, the use of long time-steps as allowed by efficient numerical/dynamical schemes can lead to spurious oscillations due to the parameterized physical part. Typical examples of this are the oscillations associated with simplified parameterization schemes for vertical diffusion or shallow-convection, such as usually used for NWP. The oscillations generated by K-type vertical-diffusion schemes are well documented, and being called fibrillations; they are characterized by high temporal and vertical frequencies. Since they are linked to high vertical resolution, these spurious oscillations are generally found in the low-levels of model’s domain. In ARPÈGE, the MÉTÉO-FRANCE NWP global model, and in ALADIN, its limited-area model (LAM) version developed in cooperation with Eastern European countries, and also used for operational NWP purpose, some oscillations still remained in the evolution of the forecast fields, despite the fact that a first anti-fibrillation scheme (AFS) had been included. This study was made to examine the possible sources of these oscillations, through the 1-D (vertical) version of these models. First, the parameterization of shallow-convection (which is in fact part of the vertical diffusion scheme) was found to be an important source of oscillations, and some solutions for eliminating this problem are proposed. Second, the original AFS is shown not to completely prevent the generation of fibrillations, and a more efficient formulation is derived. All AFSs basically consist in a temporal first-order decentering of the diffusion equation, keeping an explicit form for the exchange coefficient itself. The AFS correction thus always improves the stability at the expense of the accuracy in some way. In the new AFS proposed here, the number of grid-points which need a correction is lessen from almost 90% to some 5%, resulting in a more accurate scheme. Unlike AFSs proposed in the literature, the correction has now to be applied not only for grid points of atmospheric stable conditions (i.e. Richardson number, Ri > 0) but also for atmospheric slightly unstable conditions (Ri < 0).Učinkovite numeričko-dinamičke sheme u atmosferskim numeričkim prognostičkim modelima dozvoljavaju uporabu duljeg vremenskog koraka prilikom numeričke integracije, ali često dolazi do neželjenih oscilacija uzrokovanih parametrizacijom fizikalnog dijela. Tipičan primjer je pojava oscilacija povezanih s pojednostavljenim parametrizacijskim shemama za vertikalnu difuziju ili plitku konvekciju, koje se uobičajeno koriste u numeričkoj prognozi vremena. Oscilacije koje se generiraju shemama vertikalne difuzije K-tipa do sada su detaljno razmatrane, i nazvane su fibrilacijama. Visoke prostorne i vremenske frekvencije karakteristike su fibrilacija. Zbog njihove povezanosti s velikom vertikalnom rezolucijom, ove lažne oscilacije se općenito uočavaju na nižim nivoima domene modela. U prognostičkim poljima ARPÈGE-a (numeričkom prognostičkom globalom modelu u MÉTÉO-FRANCE) i ALADIN-a (njegovoj verziji modela za ograničeno područje razvijenom u suradnji sa zemljama istočne Europe) neke oscilacije su se i dalje zadržale unatoč činjenici da je uključena prva anti-fibrilacijska shema (AFS). Ovaj rad prikazuje provedena ispitivanja mogućih izvora fibrilacija pomoću 1-D (vertikalne) verzije ovih modela. Ispitivanja su dala sljedeće rezultate: 1. znatan izvor oscilacija je pronađen u parametrizaciji plitke konvekcije (što je u stvari dio sheme vertikalne difuzije) te su predložena neka riješenja za njihovo uklanjanje, 2. pokazalo se da početna AFS ne može u potpunosti spriječiti generiranje fibrilacija te je izvedena uspješnija formulacija. Jednadžbe vertikalne difuzije prikazane u numeričkom vremenskom raspisu prvog reda, zadržavajući eksplicitnu formu samog koeficijenta izmjene, u osnovi sadrže AFS. Stoga, korekcija AFS-om uvijek poboljšava stabilnost na račun točnosti. S novom anti-fibrilacijskom shemom, broj točaka mreže u kojima je potrebno izvršiti korekciju smanjen je s gotovo 90% na približno 5%, čime je shema dobila na točnosti. Za razliku od predloženih AFS iz literature, korekcija se mora primjenjivati ne samo na točke mreže sa stabilnim atmosferskim uvijetima (Richardsonov broj, Ri > 0) već i na one točke u kojima je atmosfera blago nestabilna (Ri < 0)

Poboljšanje sheme vertikalne difuzije u ARPÈGE/ALADIN modelu

In atmospheric numerical weather prediction (NWP) models, the use of long time-steps as allowed by efficient numerical/dynamical schemes can lead to spurious oscillations due to the parameterized physical part. Typical examples of this are the oscillations associated with simplified parameterization schemes for vertical diffusion or shallow-convection, such as usually used for NWP. The oscillations generated by K-type vertical-diffusion schemes are well documented, and being called fibrillations; they are characterized by high temporal and vertical frequencies. Since they are linked to high vertical resolution, these spurious oscillations are generally found in the low-levels of model’s domain. In ARPÈGE, the MÉTÉO-FRANCE NWP global model, and in ALADIN, its limited-area model (LAM) version developed in cooperation with Eastern European countries, and also used for operational NWP purpose, some oscillations still remained in the evolution of the forecast fields, despite the fact that a first anti-fibrillation scheme (AFS) had been included. This study was made to examine the possible sources of these oscillations, through the 1-D (vertical) version of these models. First, the parameterization of shallow-convection (which is in fact part of the vertical diffusion scheme) was found to be an important source of oscillations, and some solutions for eliminating this problem are proposed. Second, the original AFS is shown not to completely prevent the generation of fibrillations, and a more efficient formulation is derived. All AFSs basically consist in a temporal first-order decentering of the diffusion equation, keeping an explicit form for the exchange coefficient itself. The AFS correction thus always improves the stability at the expense of the accuracy in some way. In the new AFS proposed here, the number of grid-points which need a correction is lessen from almost 90% to some 5%, resulting in a more accurate scheme. Unlike AFSs proposed in the literature, the correction has now to be applied not only for grid points of atmospheric stable conditions (i.e. Richardson number, Ri > 0) but also for atmospheric slightly unstable conditions (Ri < 0).Učinkovite numeričko-dinamičke sheme u atmosferskim numeričkim prognostičkim modelima dozvoljavaju uporabu duljeg vremenskog koraka prilikom numeričke integracije, ali često dolazi do neželjenih oscilacija uzrokovanih parametrizacijom fizikalnog dijela. Tipičan primjer je pojava oscilacija povezanih s pojednostavljenim parametrizacijskim shemama za vertikalnu difuziju ili plitku konvekciju, koje se uobičajeno koriste u numeričkoj prognozi vremena. Oscilacije koje se generiraju shemama vertikalne difuzije K-tipa do sada su detaljno razmatrane, i nazvane su fibrilacijama. Visoke prostorne i vremenske frekvencije karakteristike su fibrilacija. Zbog njihove povezanosti s velikom vertikalnom rezolucijom, ove lažne oscilacije se općenito uočavaju na nižim nivoima domene modela. U prognostičkim poljima ARPÈGE-a (numeričkom prognostičkom globalom modelu u MÉTÉO-FRANCE) i ALADIN-a (njegovoj verziji modela za ograničeno područje razvijenom u suradnji sa zemljama istočne Europe) neke oscilacije su se i dalje zadržale unatoč činjenici da je uključena prva anti-fibrilacijska shema (AFS). Ovaj rad prikazuje provedena ispitivanja mogućih izvora fibrilacija pomoću 1-D (vertikalne) verzije ovih modela. Ispitivanja su dala sljedeće rezultate: 1. znatan izvor oscilacija je pronađen u parametrizaciji plitke konvekcije (što je u stvari dio sheme vertikalne difuzije) te su predložena neka riješenja za njihovo uklanjanje, 2. pokazalo se da početna AFS ne može u potpunosti spriječiti generiranje fibrilacija te je izvedena uspješnija formulacija. Jednadžbe vertikalne difuzije prikazane u numeričkom vremenskom raspisu prvog reda, zadržavajući eksplicitnu formu samog koeficijenta izmjene, u osnovi sadrže AFS. Stoga, korekcija AFS-om uvijek poboljšava stabilnost na račun točnosti. S novom anti-fibrilacijskom shemom, broj točaka mreže u kojima je potrebno izvršiti korekciju smanjen je s gotovo 90% na približno 5%, čime je shema dobila na točnosti. Za razliku od predloženih AFS iz literature, korekcija se mora primjenjivati ne samo na točke mreže sa stabilnim atmosferskim uvijetima (Richardsonov broj, Ri > 0) već i na one točke u kojima je atmosfera blago nestabilna (Ri < 0)

A MODELLING STUDY OF THE UNIVERSAL STABILITY FUNCTIONS IN SIMPLE NUMERICAL MODEL SIMULATIONS OVER IDEALIZED URBAN SURFACE

The aim of this numerical study is to evaluate several formulations of universal stability functions, which characterise turbulent exchange processes in the surface layer in the simple one-dimensional and two-dimensional numerical models. In the first part of the paper the one-dimensional prognostic model illustrates the basic behaviour of the stability functions and in the second part, the ability of the mentioned functions to provide a physical and numerical successful two-dimensional integration of the urban heat island circulation is examined. The results show that the examined formulations did not succeed in describing the development of the urban heat island circulation