Zhodnocení přínosu zahrnutí urbanizace do předpovědního modelu počasí

• Thesis title in Czech: Zhodnocení přínosu zahrnutí urbanizace do předpovědního modelu počasí
• Thesis title in English: On the assessment of urbanization application in weather forecasting model
• Key words: urbanizace předpovědi, parametrizace města, předpověď počasí, numerická předpověď počasí, předpovědní model, tepelný ostrov města
• English key words: urbanization, urban parameterization, weather forecast, numerical weather prediction, numerical weather model, urban heat island
• Academic year of topic announcement: 2016/2017
• Thesis type: diploma thesis
• Thesis language: čeština
• Department: Department of Atmospheric Physics (32-KFA)
• Supervisor: doc. RNDr. Tomáš Halenka, CSc.
• Author: hidden - assigned and confirmed by the Study Dept.
• Date of registration: 06.03.2017
• Date of assignment: 08.03.2017
• Confirmed by Study dept. on: 21.03.2017
• Date and time of defence: 10.09.2018 09:00
• Date of electronic submission: 20.07.2018
• Date of submission of printed version: 20.07.2018
• Date of proceeded defence: 10.09.2018
• Opponents: doc. Mgr. Michal Žák, Ph.D.
• Advisors: doc. Mgr. Peter Huszár, Ph.D.

Guidelines

Seznámit se s metodikou zahrnutí vlivu města v modelu WRF, otestovat možnosti a připravit vstupní informace pro vybranou parametrizaci. Navrhnout a otestovat vhodnou konfiguraci pro předpověď s ohledem na tepelný ostrov Prahy. Provést validační experimenty pro různé sezóny a vyhodnotit změny úspěšnosti předpovědi pro Prahu při zahrnutí městské parametrizace.

References

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.
Angevine, W. M., White, A. B., Senff, 5 C. J., Trainer, M., Banta, R. M., and Ayoub, M. A.: Urban-rural contrasts in mixing height and
cloudiness over Nashville in 1999, J. Geophys. Res., 108, 4092,doi:10.1029/2001JD001061, 2003.
Feng, J.-M.,Wang, Y.-L., and Ma, Z.-G.: Long-term simulation of large-scale urbanization effect on the East Asian monsoon, Clim. Change,
1–13, doi:10.1007/s10584-013-0885-2, 2013.
Flagg, D. D. and Taylor, P. A.: Sensitivity of mesoscale model urban boundary layer meteorology to the scale of urban representation, Atmos.
Chem. Phys., 11, 2951–2972, doi:10.5194/acp-11-2951-2011, 2011.
Folberth, G. A., Rumbold, S. T., Collins, W. J., and Butler, T. M.: Global radiative forcing and megacities, Urban Clim., 1, 4–19,
doi:dx.doi.org/10.1016/j.uclim.2012.08.001, 2012.
Gaffin, S. R., Rosenzweig, C., 5 Khanbilvardi, R., Parshall, L., Mahani, S., Glickman, H., Goldberg, R., Blake, R., Slosberg, R. B.,
and Hillel, D.: Variations in New York City’s urban heat island strength over time and space, Theor. Appl. Climatol., 94, 1–11,
doi:10.1007/s00704-007-0368-3, 2008.
Hou, A., Ni, G., Yang, H., and Lei, Z.: Numerical Analysis on the Contribution of Urbanization toWind Stilling: an Example over the Greater
Beijing Metropolitan Area, J. Appl. Meteorol. Clim., 52, 1105–1115, doi:10.1175/JAMC-D-12-013.1, 2013.
Lee, S.-H., Kim, S.-W., Angevine,W. M., Bianco, L., McKeen, S. A., Senff, C. J., Trainer, M., Tucker, S. C., and Zamora, R. J.: Evaluation of urban surface parameterizations in the WRF model using measurements during the Texas Air Quality Study 2006 field campaign, Atmos. Chem. Phys., 11, 2127–2143, doi:10.5194/acp-11-2127-2011, 2011.
Oke, T. R.: The energetic basis of the urban heat island, Q. J. Roy. Meteor. Soc., 108, 1–24, doi:10.1002/qj.49710845502, 1982.
Roth, M.: Review of atmospheric turbulence over cities, Q. J. Roy. Meteor. Soc., 126, 941–990, 2000.
Rozoff, C. M., Cotton, W. R., and Adegoke, J. O.: Simulation of St. Louis, Missouri, land use impacts on thunderstorms, J. Appl. Meteorol.,
42, 716–738, 2003.
Trusilova, K., Jung, M., Churkina, G., Karstens, U., Heimann, M. and Claussen, M.: Urbanization Impacts on the Climate in
Europe: Numerical Experiments by the PSU–NCAR Mesoscale Model (MM5). J. Appl. Meteor. Climatol., 47, 1442–1455.
Wang, J., Feng, J., Yan, Z., Hu, Y., and Jia, G.: Nested high-resolution modeling of the impact of urbanization on regional climate in three vast urban agglomerations in China, J. Geophys. Res., 117, D21103, doi:10.1029/2012JD018226, 2012.
Wouters, H., De Ridder, K., Demuzere, M., Lauwaet, D., and van Lipzig, N. P. M.: The diurnal evolution of the urban heat island of Paris: a model-based case study during Summer 2006, Atmos. Chem. Phys., 13, 8525–8541, doi:10.5194/acp-13-8525-2013, 2013.
Kusaka, H. and Kimura, F.: Coupling a single-layer urban canopy model with a simple atmospheric model: impact on urban heat island simulation for an idealized case, J. Meteorol. Soc. Jpn., 82, 67–80, 2004.
Kusaka, H., Kondo, H., Kikegawa, Y., and Kimura, F.: A simple single layer urban canopy model for atmospheric models: comparison with multi-layer and slab models, Bound.-Lay. Meteorol., 101, 329–358, 2001.
Lee, S.-H. and Park, S.-U.: A vegetated urban canopy model for meteorological and environmental modelling, Bound.-Lay. Meteorol., 126, 73–102, 2008.

Preliminary scope of work

Tepelný ostrov větších měst a další efekty městské zástavby mohou významně ovlivňovat podmínky v přízemní vrstvě atmosféry s řadou důsledků pro obyvatelstvo takových měst. Zahrnutí urbanizace do předpovědi počasí na základě numerických předpovědních metod je tedy významným přínosem ke zpřesnění předpovědi počasí a poskytuje tak objektivní nástroj pro rozhodování, které může negativní důsledky zmírnit.

Preliminary scope of work in English

Urban heat island and further effects of cities can significantly affect the conditions in boundary layer with many consequemcies for citizens of such cities. Therefore, the inclusion of urbanization into the numerical weather forecast can contribute to the improvement of weather forecast and it provides an objective tool for decision making in adaptation or mitigation of these effects.