Modelling of urban-canopy impact on the meteorological conditions using model WRF

• Thesis title in Czech: Modelování vlivu městské zástavby na meteorologické podmínky využitím modelu WRF
• Thesis title in English: Modelling of urban-canopy impact on the meteorological conditions using model WRF
• Key words: město|tepelný ostrov|meteorologické podmínky|modelování|WRF
• English key words: urban|heat island|meteorological conditions|modelling|WRF
• Academic year of topic announcement: 2021/2022
• Thesis type: diploma thesis
• Thesis language: angličtina
• Department: Department of Atmospheric Physics (32-KFA)
• Supervisor: Mgr. Jan Karlický, Ph.D.
• Author: hidden - assigned and confirmed by the Study Dept.
• Date of registration: 10.02.2022
• Date of assignment: 10.02.2022
• Confirmed by Study dept. on: 17.02.2022
• Date and time of defence: 10.09.2024 09:00
• Date of electronic submission: 18.07.2024
• Date of submission of printed version: 18.07.2024
• Date of proceeded defence: 10.09.2024
• Opponents: doc. Mgr. Michal Belda, Ph.D.
• Advisors: doc. Mgr. Peter Huszár, Ph.D.

Guidelines

Seznámení se s fenoménem tepelného ostrova měst spolu se souvisejícími efekty na proudění, srážky, turbulenci atd., seznámení se možnostmi parametrizace městské zástavby v modelu WRF, aplikace těchto parametrizací na oblast střední Evropy se zaměřením na Prahu (pomocí vícenásobného nestingu), porovnání výsledků získaných s jednotlivými parametrizacemi. Provést validaci modelu pro různé konfigurace urbanizace a na základě toho vyhodnotit jejich přínos, navrhnutí optimální konfiguraci pro předpovědní režim ve vysokém rozlišení určený pro oblast Prahy.

References

[1] Chen, F., Kusaka, H., Bornstein, R., Ching, J., Grimmond, C. S. B., Grossman-Clarke, S., Loridan, T., Manning, K. W., Martilli, A., Miao, S., Sailor, D., Salamanca, F. P., Taha, H., Tewari, M., Wang, X., Wyszogrodzki, A. A., and Zhang, C.: The integrated WRF/urban modelling system: development, evaluation, and applications to urban environmental problems, Int. J. Climatol., 31, 273–288, 2011.

[2] Giannaros, T. M., Melas, D., Daglis, I. A., Keramitsoglou, I., and Kourtidis, K.: Numerical study of the urban heat island over Athens (Greece) with the WRF model, Atmos. Environ., 73, 103–111, doi:10.1016/j.atmosenv.2013.02.055, 2013.

[3] Lin, C.-Y., Su, C.-J., Kusaka, H., Akimoto, Y., Sheng, Y.-F., Huang, J.-C., and Hsu, H.-H.: Impact of an improved WRF urban canopy model on diurnal air temperature simulation over northern Taiwan, Atmos. Chem. Phys., 16, 1809-1822, doi:10.5194/acp-16-1809-2016, 2016.

[4] Karlický, J., Huszár, P., Halenka, T., Belda, M., Žák, M., Pišoft, P., and Mikšovský, J.: Multi-model comparison of urban heat island modelling approaches, Atmos. Chem. Phys., 18, 10655–10674, 2018.

[5] Huszar, P., Halenka, T., Belda, M., Zak, M., Sindelarova, K., and Miksovsky, J.: Regional climate model assessment of the urban land-surface forcing over central Europe, Atmos. Chem. Phys., 14, 12393–12413, doi:10.5194/acp-14-12393-2014, 2014.

[6] Kalnay, E. and Cai, M.: Impact of urbanization and land-use change on climate, Nature, 423, 528–531, 2003.

[7] Baklanov, A., Molina, T. M., Gauss, M.: Megacities, air quality and climate, Atmos. Environ., 126, 235-249, 2016.

Preliminary scope of work

Umělé struktury v městské zástavbě, kde je pokrytí vegetací minimální, způsobují modifikaci radiační, tepelné a hydrologické bilance a také větší překážuk1 pro proudění vzduchu. Tyto modifikace vedou v důsledku k tomu, že jsou průměrné teploty v městech obvykle vyšší, než v okolní krajině. Tomuto fenoménu se říká městský tepelný ostrov. Když přihlédneme k faktu, že počet obyvatel měst neustále roste, budou tepelné podmínky v městech klíčovým faktorem kvality života pro čím dál větší počet lidí. Proto má studium tepelného ostrova města, jeho intenzity, vývoje v čase a vazeb na jiné meteorologické parametry zásadní význam.