Advancing the Capabilities of Numerical Weather Prediction - On the Utility of Individual Tendency Output

• Main Author: Kähnert, Marvin
• Other Authors: orcid:0000-0002-5445-6703
• Format: Doctoral or Postdoctoral Thesis
• Language: English
• Published: The University of Bergen 2022
• Subjects: Arctic; Arktis*
• Online Access: https://hdl.handle.net/11250/3030505

Parametrisering i numeriske værmodeller representerer finskalaprosesser i atmosfæren på subgridnivå. Disse atmosfæriske prosessene inkluderer turbulens, stråling og dråpeformasjon i skyer. Enhver parametrisering er en forenkling av den fysiske prosessen den representerer; følgelig leder parametrisering til usikkerhet i modellene. For å få mest mulig nøyaktige værforutsigelser med operasjonelle værmodeller, justeres parameterne i parametriseringene noen ganger slik at enkelte parameterverdier havner utenfor teoretiske grenser basert på observasjoner. Til tross for den åpenbare nytten av nøyaktige værforutsigelser, fører slik bruk av parametrisering til at numeriske værmodeller får elementer av “svart boks”- modellstruktur. Denne avhandlingen utforsker representasjonen av atmosfæriske prosesser i den operasjonelle værmodellen AROME-Arctic – utviklet av Metrologisk Institutt for arktiske områder i Europa – med søkelys på sentralitetsmål som viser de ulike bidragene fra hver parametrisering til de prognostiske variablene i modellen. Analyser av slike sentralitetsmål gjør det mulig å studere interaksjonene mellom ulike parametriseringer og synliggjøre tilpasninger i finskalaprosesser på subgridnivå. Den første artikkelen i denne avhandlingen omhandler representasjonen av et marint kalduftsutbrudd over de nordiske hav. Studien belyser effekten av ulike typer planetære grenselag på de individuelle bidragene fra de ulike parametriseringene i modellstrukturen. Studien viser også at flere parametriseringer kompenserer hverandre. Sensitivitetsanalyser viser at denne kompensasjonen kan forhindre endringer i gridskalavariabler til tross for svært forskjellige individuelle effekter. Den andre artikkelen i denne avhandlingen omhandler representasjonen av stabile planetære grenselag over snødekte områder. I denne artikkelen skilles det mellom svakt stabile grenselag og svært stabile greneslag. Studien viser at både svakt stabile og sterkt stabile planetære grenselag forekommer på størrelsesordenen 5 km i AROME-Arctic-modellen. ...