Koninklijke Luchtmacht Tropische Meteorologie

Transcriptie

1 1

2 Paul Pieters 19 juli 1957 Gehuwd 1998 Dochter 2001 Maastricht Joint Meteorologische Groep Meteorologische Trainingen & Opleidingen Senior Docent Meteorologie 2

3 Koninklijke Marine Mijnendienst ( ) Jongste Officier - Hr. Ms. Sittard - Hr. Ms. Abcoude Mijnenjacht Officier - Hr. Ms. Veere Oudste Officier - Hr. Ms. Scheveningen Hogere Zeevaartschool Vlissingen ( ) - Opleiding tot Stuurman G.H.V. Koninklijke Nedlloyd ( ) - Leerling Stuurman - 4de Stuurman - 3de Stuurman 3

4 Koninklijke Marine Meteo ( ) LMS Officier Meteorologie MVK Valkenburg MVK De Kooy LVMG Liaison Officier (1990-heden) LVMG continu meteoroloog 1992 JOC Allied Meteo Office LMG continu meteoroloog Hoofd Meteo Vlb. Eindhoven LMG Wachtmeteoroloog (GE/NL)Corps - Münster LMG Wachtmeteoroloog / GM LMG HOT ALMO LMG HALMO / JMG H-MTO JMG MTO Senior Docent 4

5 Uitzending IFOR 01 HQ CZF MMU Split SFOR 15 HQ SFOR CJ3 Sarajevo 5

6 Meteorologische Opleidingen t/m Officier Meteoroloog (Luchtmacht Meteorologisch Squadron) t/m Maritieme Meteorologie / Scheepsroutering KNMI De Bilt (twee weken) Oceanography Course at The Royal Naval School of Meteorology & Oceanography (Helston) (drie weken) t/m Voorbereidende Wiskunde en Natuurkunde t/m Voortgezette Opleiding Meteorologie aan de Landbouw Universiteit Wageningen Meteoroloog WMO Class II t/m Werkshop Kansverwachtingen K.N.M.I. De Bilt (twee dagen) t/m ECMWF Met-OP-II (Use & Interpretation of ECMWF Products) t/m ECMWF Seminar Parametrization of Subgrid Physical Processes Aerospace Physiology Course 6

7 t.b.v. K.N.M.I. Joint Meteorologische Groep Meteorologische Trainingen & Opleidingen Paul Pieters Senior Docent Meteorologie Hovmöller diagram.

8 De Zonaal Gemiddelde Tropische Circulatie Zonale Asymmetrie in de Tropen Dagelijkse Gang, Lokale Systemen Tropische Verstoringen Tropische Cyclonen Moesson Oceaan-Atmosfeer Koppeling 8

9 Dagprogramma De Zonaal Gemiddelde Tropische Circulatie - Inleiding - Algemeen Beeld van de Circulatie in de Tropen - Inter Tropische Convergentie Zone (ITCZ) - Zonaal Gemiddelde Grootheden - Straalstromen Tropische Verstoringen - Begrippen (worden bekend verondersteld) - Cumulus Convectie - Madden-Julian Oscillation - Equatorial Waves - African Easterly Waves Zonale Asymmetrie In De Tropen - Inleiding - Wind en Druk nabij het aardoppervlak - Passaatwind Inversie Tropische Cyclonen - Introductie - Tropische Cyclogenese - De Gevolgen Van Tropische Cyclonen Dagelijkse Gang, Lokale Systemen - Inleiding - Luchtdruk - Circulaties bij Bergen - De Land-zeewind Circulatie - Koppeling Van Effecten 9

10 10

11 De Zonaal Gemiddelde Tropische Circulatie Definitie Algemeen Beeld van de Circulatie in de Tropen Inter Tropische Convergentie Zone (ITCZ) Zonaal Gemiddelde Grootheden Bovenlucht / Straalstromen 11

12 De Tropen Definitie - Astronomisch (keerkringen) - Geometrisch (30 NB - 30 ZB) - Klimatologisch T gem 20 C - Circulatie (scheiding jaargem O-W circulatie) Laatste heeft meeste causale verbanden (Moesson) 12

13 Algemene Circulatie - Hadley Cel - Polaire Cel - Ferrel Cel - ITCZ - Stroming boven in de Troposfeer 13

14 De gemiddelde hoeveelheid straling die de aarde van de zon ontvangt is een functie van de geografische breedte (ϕ). 14

15 De hoogte van de dampkring is een functie van de temperatuur. 15

16 Eén meridionale circulatiecel per halfrond. 16

17 17

18 18

19 Vier verschillende definities van de ITCZ: - confluentielijn van de passaatstromingen; - windschering aan het aardoppervlak; - trog van lage luchtdruk; - lijn met zwaarste / meeste bewolking. 19

20 20

21 21

22 22

23 Zonaal Gemiddelde Grootheden - Wind - Temperatuur - Vocht 23

24 Zonaal gemiddelde verdeling van de zonale wind (in m s -1 ). SWJ SWJ SWJ Antarctica 24

25 Zonaal gemiddelde verdeling van de meridionale wind (in m s -1 ). zomer winter winter zomer 25

26 Zonaal gemiddelde verdeling van de Verticale windsnelheid ω (10-4 hpa s -1 ). 26

27 Zonaal gemiddelde verdeling van de temperatuur ( C). Overeenkomst met specifieke vochtigheid. Tropen: - tropopauze op hpa; - grote specifieke vochtigheid; - tropische buien groter, hoge neerslag intensiteit. 27

28 Zonaal gemiddelde verdeling van de Relatieve vochtigheid (%). 28

29 De Stroming Bovenin De Troposfeer hpa stroming overwegend westelijk - bovenste tak van Hadley Cel - behoud impulsmoment - Subtropical Westerly Jet 29

30 Subtropical Westerly Jet: - boven dalende tak Hadley Cel; - afhankelijk van seizoenen. 30

31 Tropical Easterly Jet: - thermische laag boven Tibet; - anti cyclonale uitstroom bovenlucht; - eind juni tot begin september; - 14 Nb, tussen 200 en 100 hpa. 31

32 Zonale Asymmetrie in de Tropen - Weinig temperatuurvariaties - Variaties met name door verschuiven van de ITCZ - Horizontale verdeling van de weerselementen maandgemiddelden januari / juli - Passaatwind Inversie 32

33 33

34 34

35 Passaatwind Inversie 1856 Piazzi-Smyth, beklimming 3700m vulkaan Teide Tenerife; Eind jaren zestig beter inzicht mechanisme: - Atlantic Trade Wind Expedition (ATEX) 1969; - Barbados Oceanographic and Meteorological Experiment (BOMEX) summer 1969; - Global Atmospheric Research Programme (GARP) ; - GARP Atlantic Tropical Experiment (GATE)

36 Passaatwind Inversie Het Global Atmospheric Research Programme was een vijftien jaar durend internationaal onderzoeksprogramma onder leiding van de World Meteorological Organisation en de International Council of Scientific Unions Dankzij deze veldonderzoeken werd er grote vooruitgang geboekt in de wetenschap t.a.v. meteorologie, met name t.a.v. numerieke modellen GARP Atlantic Tropical Experiment was een deelonderzoek van GARP Een ander deelonderzoek was het Alpine Experiment (ALPEX) in

37 Tephigram van een radiosonde oplatingen gedurende ATEX: - getrokken dikke lijnen: T en T d ; θ = luchtdeeltje droog adiabatisch naar 1000 hpa; θ e = luchtdeeltje eerst nat adiabatisch naar top atmosfeer, dan droog adiabatisch naar 1000 hpa. - streepjeslijn θ e. 37

38 Hoogte van de inversie in m. Sterkte v d inversie in C. Afname rel. vochtigheid in %. 38

39 Passaatwind Inversie Oorzaak van de Passaatwind Inversie - sterk dalende bewegingen als onderdeel van de Hadley Cel; - divergentie nabij aardoppervlak, mede t.g.v. thermisch laag boven continent; - inversie is boven het Caribisch gebied het sterkst ontwikkeld aan het einde van de NH winter. 39

40 Verticale structuur passaatwind inversie: - lijnen met pijlen zijn trajectoriën; - isolijnen van de potentiële temp. in K. 40

41 Dagelijkse Gang en Lokale Systemen - De dagelijkse gang in de tropen - Circulaties bij bergen - De land- zeewind circulatie - Koppeling van effecten 41

42 Jaarlijkse en dagelijkse temperatuur ( C): - Berlijn, Duitsland (boven); - Quito, Equador (beneden). 42

43 Dagelijkse gang P Gematigde breedte: - moeilijk waar te nemen - luchtdruk variaties t.g.v. verplaatsingen druksystemen Tropen: - makkelijker terug te vinden - drie getijden 43

44 Dagelijkse gang P Drie atmosferische getijden: - 24-uurs S1-12-uurs S2-08-uurs S3 44

45 Dagelijkse gang van T, Td, Tw en P. DG van P goed waarneembaar. entrainment verdamping 45

46 Circulaties Bij Bergen Thermische oorsprong 24 uurcirculatie Voorwaarden - geringe luchtgradiënt - weinig bewolking 46

47 a p 0 ρ 1 T 1 ρ 2 T 2 h A F g als ρ 1 >ρ 2 F g als ρ 1 <ρ 2 B T 1 < T 2 T 2 T 1 > T 2 g(t 1 -T 2 ) g θ x 1 x 2 47

48 48

49 De land- zeewind circulatie - lokale circulatie (ook in Nederland) - thermisch van oorsprong - zeewind sterker dan landwind - in tropen km landinwaarts m dikke laag, snelheid 7-12 m/s - returnstroming dieper en trager 49

50 De land- zeewind circulatie Coriolis Effect Gematigde breedte - afbuiging van de wind - na enige uren parallel aan de kust Tropen - Coriolis kleiner - afbuiging kleiner - wind dringt verder landinwaarts 50

51 De land- zeewind circulatie De heersende wind: - van zee (onshore wind) - van land (offshore wind) - zeewind front (sea breeze front) - t.g.v. convergentie aflandige wind en zeewind - windvlagen, buien, squall line - temperatuur daling 51

52 52

53 Neerslag op Trinidad. Convergentie oostzijde Landwind met NO-passaat Convergentie westzijde Zeewind met NO-passaat 53

54 Numerieke simulatie van de landzeewind circulatie: (a) geen / weinig wind: - zeewind tot ± 32 km inland; - op 32 km het thermische laag; - zeewind tot m hoogte; - returnstroming zwakker maar dieper. 54

55 Numerieke simulatie van de landzeewind circulatie: (b) aanlandige wind 5 ms -1 (U g = 5 ms -1 ): - zeewind circulatie niet direct herkenbaar; - t.g.v. de aanlandige wind ligt het thermisch laag ver landinwaarts. 55

56 Numerieke simulatie van de landzeewind circulatie: (c) aflandige wind 5 ms -1 (U g = - 5 ms -1 ): - thermisch laag dicht bij de kust; - zeewind dringt niet ver landinwaarts. 56

57 Numerieke simulatie van de landzeewind circulatie: (d) wind 5 ms -1 bord in(v g = 5 ms -1 ): - nabij het aardoppervlak - aanvankelijk wind evenwijdig aan de kust, het bord in; - t.g.v. van ontwikkeling van een thermisch laag landinwaarts; - wind krijgt een afwijking naar links, landinwaarts; - zeewind dringt het land in. 57

58 Numerieke simulatie van de landzeewind circulatie: (e) wind 5 ms -1 het bord uit (V g = - 5 ms -1 ): - nabij het aardoppervlak - wind krijgt een afwijking naar rechts, landinwaarts. 58

59 Numerieke simulatie van de landzeewind circulatie: (f) geen wind maar een isotherme (stabiele) opbouw van de atmosfeer: - vorming van thermisch laag komt langzaam tot stand; - zwakke zeewind. 59

60 Neerslag op Trinidad. Koppeling Van Effecten 60

61 Vier verschillende wisselwerkingen tussen: - NO-passaat; - land-zeewind circulatie; - topografie. 61

62 Lanai: - kleine eilanden (10-80 km breed); - weinig relief (hoogste toppen rond 1000 m); Lanai: - s nachts is de landwind te zwak om veel convergentie aan de loefzijde te veroorzaken. - NO-passaat waait over het eiland heen; - convergeert met de zeewind aan lijzijde; - wolken en neerslag aan lijzijde. 62

63 Maui: - groter eiland met een 3000 m hoge vulkaan; - passaat om het eiland heen; Maui: - op convergentie van passaat en zeewind (aan lijzijde) wolkenstraten. - meeste neerslag valt aan loefzijde. 63

64 Mauna Kea: - groot bergachtig eiland; - passaat kan er niet helemaal omheen; - bewolking en neerslag loefzijde; - passaat wordt versterkt bij passage van nauwe bergpassen (venturi). Mauna Kea: - s nachts is de landwind tegengesteld aan de passaat; - convergentie en wolkenvorming uit de kust. Landwind Venezuela / NO-passaat. 64

65 Kona: - lijzijde convergentie passaat en zeewind; - lijkt op Lanai, maar; Door deze combinatie van effecten zijn eilanden ongeschikt om neerslagwaarnemingen te doen die als referentie voor de omringende oceaan moeten gelden. - convergentie en convectie veel sterker. 65