GLOBE Badania atmosferyczne szkolenie zaawansowane.

1. GLOBE Badania atmosferyczne szkolenie zaawansowane. Krzysztof Markowicz kmark@igf.fuw.edu.pl www.igf.fuw.edu.pl/meteo/stacja Warszawa 2007

2. Plan wykładu • XI konferencja GLOBE • Nowe projekty pomiarowe w GLOBE • Analiza danych pomiarowych (przykłady) • Raporty Naukowe • Pytania

3. XI konferencja GLOBE San Antonio 2007 • FLEXE – From Local to Extreme Environments (badania głębin oceanicznych) • Carbon cycle (obieg węgla w przyrodzie) • Seasons & Biomes (badania polarne) • Watershed Dynamics (dynamika wód) • Międzynarodowy rok polarny 2007-2009

4. Nowe projekty pomiarowe w GLOBE • Monitoring promieniowania słonecznego dochodzącego do powierzchni ziemi.

5. Dlaczego pomiary promieniowania? • Szalenie istotne z punktu widzenia zmian klimatu. • Światowa siec pomiarowa promieniowania jest bardzo rzadka. • Promieniowanie dochodzące do powierzchni ziemi zaęzy od rodzaju oraz stopnia zachmurzenia (obserwacje chmurowe) • Zależy również od zawartości aerozoli oraz pary wodnej w atmosferze. • Promieniowania słoneczne determinuje zmiany sezonowe w biosferze (procesy fotosyntezy).

6. Globalne zaciemnienie w XX wieku. 9/5/2014 Krzysztof Markowicz kmark@igf.fuw.edu.pl

7. Przyrządy pomiarowe - pyranometry

8. Przykłady danych

9. Projekt CloudSat • http://cloudsat.atmos.colostate.edu/cen/login.html • http://cloudsat.atmos.colostate.edu/education

12. Wprowadzanie wyników obserwacji

13. Porównanie obserwacji zachmurzenia prowadzonych w GLOBE z pomiarami satelitarnymi (EOS/PM and MODIS) • EOS/PM inaczej Aqua został umieszczony na orbicie 4 Maja 2002 • Jest to satelita polarny przelatujący nad równikiem 13:30 czasu lokalnego. • Na jego pokładzie znajduje się przyrząd • MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) wykonujący pomiary atmosferyczne w paśmie od obszaru widzialnego do dalekiej podczerwieni. • Poziom II danych satelitarnych zawiera informacje o ciśnieniu panującym na górnej granicy chmury oraz jej grubości optycznej. • Pokrycie całej powierzchni ziemi przez pomiary MODISEM trwa 1-2 days

14. Analiza danych klimatycznych • Wpływ cyrkulacji atlantyckiej na warunki pogodowe w Polsce • Cyrkulacja zachodnia (atlantycka) oddziaływuje silnie na warunki meteorologiczne w Europie Środkowej. Najsilniej uwidacznia się to w czasie chłodnej pory roku. W ramach tematu przewiduje się wykonanie opracowania pokazująca powiązanie pomiędzy podstawowymi parametrami meteorologicznymi z indeksem NOA. Indeks ten opisuje w sposób ilościowy nasilanie lub osłabianie sile cyrkulacji zachodniej. • Dane o indeksie NOA można pobrać ze strony: http://www.cru.uea.ac.uk/~timo/projpages/nao_update.htm

15. Dodatnia faza NAO prowadzi do dodatnich anomalii temperatury w Polsce.

16. Badanie stopnia kontynentalizmu klimatu Polski (Europy) • Na podstawie bazy danych obserwacji atmosferycznych opracować zmienności indeksów określających stopień kontynentalności klimatu. Opracowanie może dotyczyć tylko pomiarów na obszarze Polski ale również Europy czy Świata. Definicje wybranych indeksów Między-dobowa zmienność temperatury

17. Stopień kontynentalizmu wzór IwanowaA - roczna amplituda temperatury (różnica miedzy średnia miesięczna najcieplejszego i najchłodniejszego miesiąca. d- średni roczny niedosyt wilgotności w [hPa] - szerokość geograficznaIndeks osiąga 100% dla klimatu przejściowego Wzór Johansona D – różnica pomiędzy średnia temperatura jesieni i wiosny Indeks osiąga 0% dla klimatu morskiego oraz 100% dla kontynentalnego. Wzór Chromowa Indeks osiąga 100% dla klimatu skrajnie kontynentalnego.

18. Zmienność rodzaju i stopnia zachmurzenia w ciągu roku na wybranych stacjach. Badanie przebiegu stopnia zachmurzenia, piętra występowania oraz rodzaju zachmurzenia w ciągu roku. Związki pomiędzy wielkościami meteorologicznymi Badanie związków pomiędzy: kierunkiem wiatru a wilgotnością powietrza temperatura a wilgotnością względną temperaturą minimalną a stopniem zachmurzenia Porównanie zachmurzenia z pomiarami satelitarnymi: projekt ISCCP http://isccp.giss.nasa.gov/ Analiza porównawcza danych satelitarnych i obserwacji zachmurzenia prowadzonych z powierzchni ziemi. Dane dostępne w formacie NetCDF.

19. Klasyfikacja chmur ISCCP na podstawie obserwacji satelitarnych • International Satellite Cloud Climatology Project (ISCCP) W ramach projektu wykonywana jest analiza klimatologiczna chmur. • Klasyfikacja ISCCP powstała na podstawie 8 –letnich obserwacji. • Na podstawie ciśnienia na wysokości wierzchołka chmury oraz jej grubości optycznej chmura jest zakwalifikowana do jednej z 7 kategorii.

20. Przykładowe porównanie

21. Błędy i niepewności pomiarowe • Błędy w rozpoznawaniu chmur • Podobieństwo pomiędzy chmurami stratus i stratocumulus • Podobieństwo pomiędzy chmurą cirrus a cirrostratus • Chmury warstwowe a nimbostratus • Nimbostratus a cumulonimbus • Błędy pomiarów satelitarnych • W przypadku cienkich cirrusów obserwacje satelitarne rejestrują je podczas gdy naziemnie odnotowują bezchmurne niebo. • Przykład (8. 09. 2003): MODIS rejestruje chmurę typu cirrus o grubości optycznej < 1.3 jednak na podstawie pomiarów w podczerwieni (pomiary w kanale widzialnym nie rejestrują chmury). Szkoła GLOBOWA raportuje brak chmur.

22. Zgodność pomiarów satelitarnych i GLOBOWYCH • Na 214 wszystkich obserwacji wziętych do analizy uzyskano • 100 obserwacji zgodnych, 77 częściowo zgodnych oraz 37 niezgodnych. • Błędy rosną gdy zbliżamy się do okresów wakacyjnych i świątecznych !!. 1- zgodność 2 –zgodność częściowa 3 – brak zgodności