Modelleren van turbulente warmte en vocht stromingen in de atmosfeer met behulp van warmtebeelden van het aardoppervlak Wim Timmermans
Modelleren van stroming in de lucht: wat Dit gaat over: Het vinden van een geschikte methode om met warmte beelden (remote sensing) de ruimtelijke en temporele verdeling te bepalen van fluxen van latente (vocht) and voelbare (temperatuur) energie
Modelleren van stroming in de lucht: wat Wat zijn fluxen van latente en voelbare warmte? Straling Voelbare warmte Latente warmte Bodem warmte
Modelleren van stroming in de lucht: wat Wat zijn fluxen van latente en voelbare warmte? Verwarmt lucht Verdampt water Verwarmt land
Modelleren van stroming in de lucht: wat Wat zijn fluxen van latente en voelbare warmte? Droge omstandigheden Straling Voelbare warmte Latente warmte Bodem warmte
Modelleren van stroming in de lucht: wat Wat zijn fluxen van latente en voelbare warmte? Natte omstandigheden Straling Voelbare warmte Latente warmte Bodem warmte
Modelleren van stroming in de lucht: waarom Waarom willen we deze fluxen weten (en meten)?
Modelleren van stroming in de lucht: waarom Waarom willen we deze fluxen weten (en meten)? Globaal; wat is het klimaat wereldwijd en de verandering daarin?
Voelbare warmte Latente warmte Voelbare warmte Latente warmte Modelleren van stroming in de lucht: waarom Waarom willen we deze fluxen weten (en meten)? Regionaal; het urbane warmte eiland, effect op gezondheid?
Modelleren van stroming in de lucht: waarom Waarom willen we deze fluxen weten (en meten)? Voelbare warmte Straling Latente warmte Lokaal; hoeveel water gebruiken planten, is er irrigatie nodig?
Modelleren van stroming in de lucht: waarom De voelbare en latente warmte stroming kenmerken zich door: Grote ruimtelijke variatie Grote variatie in de tijd Op verschillende schalen! In het kort, ze zijn erg heterogeen; dus we willen zowel een ruimtelijk als een temporeel beeld van ze hebben! Satelliet remote sensing (teledetectie) van de aarde is de enige manier om dit op een consistente manier te doen
Modelleren van stroming in de lucht: wat Wat is remote sensing van de aarde, of aardobservatie :
Modelleren van stroming in de lucht: waarom Satelliet-selectie hangt af van het gebied en schaal van interesse: Remote sensing laat de heterogeniteit zien, geeft een overzicht:
Modelleren van stroming in de lucht: hoe Wat is een flux? Afmeting en richting van een stroming van een substantie of eigenschap - wikipedia - Voelbare warmte flux = stroming van warmte, temperatuur Latente warmte flux = stroming van water (damp)
Modelleren van stroming in de lucht: hoe Voelbare warmte flux wordt bepaald door: Temperatuur verschil tussen het aardoppervlak en de atmosfeer Weerstand van de lucht tegen het warmte transport Latente warmte flux wordt bepaald door: Verschil in vochtgehalte tussen aardoppervlak en atmosfeer Weerstand van de lucht tegen het vocht (waterdamp) transport
Modelleren van stroming in de lucht: hoe Normaalgesproken: Flux (Aardoppervlakte temperatuur Atmosferische lucht temperatuur) Weerstand tegen warmte transport
Modelleren van stroming in de lucht: hoe Voor Barrax, een landbouwgebied in Spanje, ziet dit er uit als: Latente warmte flux Atmosferische input: luchttemperatuur windsnelheid luchtvochtigheid Oppervlakte input: Voelbare warmte flux Oppervlakte temperatuur Model input Model output
Modelleren van stroming in de lucht: hoe Deze ruimtelijke plaatjes worden gechecked door grond metingen vanuit masten met behulp van eddy-covariantie (EC) vanuit een enkele mast: Sensor Voetafdruk of vanuit twee masten door een zogenaamde scintillometer (LAS)...
Modelleren van stroming in de lucht: hoe Scintillometer footprint is ook afhankelijk van de wind richting: wind Zender Ontvanger Zender Ontvanger wind & kan aangepast worden aan de schaal van de remote sensing meting
Modelleren van stroming in de lucht: hoe Straling Bodem flux Voelbare warmte flux Latente warmte flux
Modelleren van stroming in de lucht: hoe Straling Bodem flux Voelbare warmte flux Latente warmte flux
Modelleren van stroming in de lucht: wat
Modelleren van stroming in de lucht: hoe Zender Ontvanger Turbulente lucht Meer verstoring, betekent meer voelbare warmte, dus heter
Modelleren van stroming in de lucht: hoe Samenvattend, in het algemeen verkrijgen we voelbare en latente warmte fluxen uit remote sensing modellen + + en checken we ze door voetafdrukmodellen van ground metingen
Modelleren van stroming in de lucht: hoe Het is probleem is dat traditioneel gezien we aannemen dat voor: de remote sensing modellen de atmosfeer homogeen is, & voor de grond metingen het aardoppervlak homogeen is Beide aannames zijn niet correct!
Modelleren van stroming in de lucht: wat In voorafgaand werk was daarom de doelstelling om bestaande modellen te verbeteren door: het vinden van een schatting van de toestand van de lucht (atmosfeer) als functie van de toestand van het aardoppervlak en de gemiddelde toestand van de atmosfeer Deze doelstelling was onderverdeeld in drie sub-doelstellingen: (1) Breng oppervlakte heterogeniteit in in grond modellen (2) Maak remote sensing modellen ongevoelig voor atmosferische variatie (3) Breng atmosferische variaite in in remote sensing modellen
Modelleren van stroming in de lucht: hoe Ad (1): Oppervlakte heterogeniteit in grond modellen
DUTTUT? DATDUTTUH DATTUTDUT! Modelleren van stroming in de lucht: hoe Ad (2): Remote sensing model ongevoelig voor atmosferische variatie
Hoogte boven aardoppervlak Lucht temperatuur (Kelvin) Modelleren van stroming in de lucht: hoe Ad (3): Breng atmosferische variatie in in remote sensing modellen Ontwikkeling luchttemperatuur in de tijd: Aardoppervlak Atmosferische input: luchttemperatuur windsnelheid luchtvochtigheid Oppervlakte input: oppervlaktetemperatuur Latente warmte + + Voelbare warmte flux
Modelleren van stroming in de lucht: hoe nu verder? Nu de modellen verbeterd zijn voor agrarische gebieden; wat zijn opties / nieuwe uitdagingen / toepassingen? Model-technisch: Uitbreiding naar stedelijke gebieden Toepassingen door middel van vliegtuigjes/drones; Hogere resolutie Geen hinder van bewolking Lokaal specifiek toepasbaar Uitbreiding naar extreme toestanden
Modelleren van stroming in de lucht: hoe nu verder? Gerichte (stedelijke) toepassingen: Monitoren van Urbaan Hitte Eiland effect; Hoeveel warmer is het in de stad dan daarbuiten (op elk moment van de dag)? Waar in de stad is het warmer en waardoor komt dat? Meten/toepassen van hitte reductie in steden (woning, straat, wijk); Groene zones (groene daken) Open water Straat-patronen Woning-isoleringseffect (warmte-verlies) Luchtcirculatie patronen in de stad (luchtkwaliteit, gezondheid) Bewustwording (website, lokale observaties, smartphones)
Modelleren van stroming in de lucht: hoe nu verder? Meet-infrastructuur in Enschede: Satelliet temperatuursbeeld, 12-09-2006, 11:45 locale tijd
Modelleren van stroming in de lucht: hoe nu verder? Meet-infrastructuur in Enschede: