Titelaufnahme

Titel
A novel front detection algorithm tested in complex terrain / Robert Ritter
Verfasser/ VerfasserinRitter, Robert
Begutachter / BegutachterinTruhetz, Heimo
Erschienen2014
UmfangVIII, 81 S. : Zsfassung (2 Bl.) ; Ill., graph. darst., zahlr. Kt.
HochschulschriftGraz, Univ., Masterarb., 2014
Anmerkung
Zsfassung in dt. und engl. Sprache
SpracheEnglisch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (GND)Front <Meteorologie> / Simulation / Algorithmus / Front <Meteorologie> / Simulation / Algorithmus / Online-Publikation
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-68980 Persistent Identifier (URN)
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A novel front detection algorithm tested in complex terrain [11.57 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Fronten spielen ein wichtige Rolle im täglichen Wettergeschehen und sind vor allem für schnelle Änderungen im lokalen Wetter bekannt. Speziell im Alpenraum werden Fronten oft durch Wechselwirkung mit dem Gebirge deformiert und verlangsamt. Im Extremfall werden Fronten stationär, was oft zu starken Niederschlägen führt. Üblicherweise werden Fronten immer noch subjektiv von Meteorologen per Hand in Wetterkarten gezeichnet. Eine automatisierte Methode zur Bestimmung von Fronten auf Basis von atmospherischen Parametern ist hingegen objektiv und stets reproduzierbar. Im Rahmen des Projects Non-Hydrostatic Climate Modelling, Part II (NHCM-2) (www.nhcm-2.eu), finanziert durch Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF), ist ein Algorithmus zur automatischen Detektion von Fronten, deren Bewegung und Art entwickelt worden. Getestet wird der Algorithmus mit Hilfe einer ERA-interim angetriebenen Simulation vom COSMO model in CLimate Mode (CCLM), die im Wesentlichen den Kontinent Europa abdeckt. Durchgeführt wurde die Simulation von der Technischen Universität Brandenburg (BTU Cottbus) mit einer Auflösung von 0.11 (? 12.5 km). Eine zweite, höher aufgelöste Simulation über dem Alpenraum mit 0.0275 (? 3 km) Auflösung wird dabei genauer betrachtet. Die nötigen Schritte einer automatisierten Methode zur Front-Detektion sind das Ziel dieser Arbeit. Dabei werden verschiedene vertikale Koordinaten (Druckflächen, geländefolgende Koordinaten und die geometrische Höhe) für die Detektion getestet. Die Implementierung des Algorithmus ist dabei so gewählt, dass er unabhängig von der Auflösung des gewählten Modells ist. Eine Anwendung des Algorithmus, nämlich die Effekte von Gebirgen auf Fronten (Frontauflösung, Deformierung und Lee Zyklogenese) wird abschließend gezeigt.

Zusammenfassung (Englisch)

Atmospheric fronts play a major role in day-to-day weather and are well known for sharp changes in local weather conditions. Especially in regions of high mountains, such as the European Alps, fronts are typically deformed and retarded when they interact with the orography. As a result of retardation, fronts can become nearly stationary which then often leads to heavy precipitation. Usually, fronts are still drawn subjectively by meteorologists. Automated detection of fronts based on atmospheric conditions, however, is an objective and reproducible method to identify frontal lines. In the framework of the project Non-Hydrostatic Climate Modelling, Part II (NHCM-2) (www.nhcm-2.eu), funded by the Austrian Science Fund (FWF), an algorithm to identify frontal line location, motion and type is developed. For testing purposes, an ERA-Interim driven hindcast with 0.11 (? 12.5 km) grid spacing from the COSMO model in CLimate Mode (CCLM) covering the European continent and conducted by Brandenburg University of Technology Cottbus (BTU), is used. Additionally, a CCLM hindcast on convection permitting scale 0.0275 (? 3 km) is investigated. It covers the Alpine region and is driven by the 0.11 simulation. The aim of this work is to provide the necessary steps for detection of fronts based on atmospheric variables. Different vertical detection levels (pressure levels, terrain- following coordinates, and geometric height) are discussed. Model and resolution inde- pendent implementation is also addressed. The application of the algorithm is demon- strated by analyzing different effects on fronts in the presence of mountains (dissolution, deformation, and lee cyclogenesis) provide a successful application of the algorithm.