Vertikální rotace vektoru proudění a instabilita gravitačních vln ve vybraných regionech

• Název práce v češtině: Vertikální rotace vektoru proudění a instabilita gravitačních vln ve vybraných regionech
• Název v anglickém jazyce: Vertical rotation of the wind vector and instability of the gravity waves over selected regions
• Klíčová slova: GPS RO, střední atmosféra, cirkulace, gravitační vlny
• Klíčová slova anglicky: GPS RO, middle atmosphere, circulation, gravity waves
• Akademický rok vypsání: 2016/2017
• Typ práce: projekt
• Ústav: Katedra fyziky atmosféry (32-KFA)
• Vedoucí / školitel: prof. RNDr. Petr Pišoft, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno vedoucím/školitelem
• Datum přihlášení: 19.10.2016
• Datum zadání: 19.10.2016

Zásady pro vypracování

Student se seznámí s problematikou zpracování GPS RO měření a vyvine vlastní algoritmy analyzující zvolené charakteristiky. V globálním měřítku pak vyhodnotí vertikální stáčení vektoru proudění a rozložení míry konvektivní instability sigma (Rayleigh-Taylor convective instability disturbances growth rate). Získané výsledky budou vzájemně porovnány a budou určeny regiony typické rozpadem gravitačních v souvislosti s výraznou rotací směru proudění.

• Seznámit se s problematikou střední atmosféry a GPS RO měření. Osvojit si základní algoritmy zpracování souvisejících dat. (listopad/prosinec 2016)
• Vytvořit vlastní algoritmy zpracování rotace vektoru směrů větru a vlnové aktivity s využitím GPS RO dat. (prosinec 2016/leden 2017)
• Vyhodnotit regiony významné rotace směru proudění a vysoké instability vlnových pohybů. (leden/únor 2017)
• Vyhodnotit vzájemnou souvislost mezi oblastmi významné rotace proudění a rozpadu gravitačních vln. Zároveň vyhodnotit regiony vhodné pro vertikální propagaci gravitačních vln v souvislosti s minimální rotací směru proudění. (únor/březen 2017)

Seznam odborné literatury

Sacha, P., Kuchar, A., Jacobi, C., and Pisoft, P (2015).: Enhanced internal gravity wave activity and breaking over the Northeastern Pacific / Eastern Asian region, Atmos. Chem. Phys.,, 15, 13097-13112, doi:10.5194/acp-15-13097-2015, 2015
P. Sacha, U. Foelsche, P. Pisoft (2014): Analysis of internal gravity waves with GPS RO density profiles, Atmos. Meas. Tech., 7, 4123-4132, doi:10.5194/amt-7-4123-2014, 2014
Mohanakumar, K.: Stratosphere troposphere interactions: an introduction, 2008
Brasseur, Guy: Aeronomy of the middle atmosphere: chemistry and physics of the stratosphere and mesosphere, 2005
Scherllin-Pirscher, B., Steiner, A. K., & Kirchengast, G. (2014). Deriving dynamics from GPS radio occultation: Three-dimensional wind fields for monitoring the climate. Geophysical Research Letters, 41(20), 7367–7374. http://doi.org/10.1002/2014GL061524

a další dle doporučení školitele.

Předběžná náplň práce

Vnitřní gravitační vlny jsou v atmosféře všudypřítomným fenoménem. Jsou zodpovědné za vertikální přenos energie, hybnosti a ovlivňování cirkulace ve střední atmosféře. K jejich studiu je využíváno GPS RO měření poskytující vertikální profily atmosféry s dostatečným prostorovým rozlišením. Autoři studie Šácha et al., 2014 poukázali na možnosti využít k tomuto účelu hustotní profily a ve studii Šácha et al., 2015 byla identifikována oblast výrazné aktivity gravitačních vln v oblasti výhodní Asie a severního Pacifiku. V souvislostí s touto oblastí bylo ukázáno, že dochází k rozpadu analyzovaných gravitačních vln v nízkých hladinách stratosféry, což má zásadní dopad na cirkulaci v tomto regionu. K rozpadu gravitačních vln může dojít několika způsoby. U orografických gravitačních vln hraje v tomto směru zásadní roli vertikální stáčení větrů. Tento projekt bude studovat právě souvislost mezi stáčením větrů a aktivitou/rozpadem gravitačních vln. Tento projekt navazuje na studie prováděné v mezinárodním projektu GACR 16-01562J a mobility projektu 7AMB16AT021.