velikost textu

Neurčitosti výstupů regionálních klimatických modelů

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Neurčitosti výstupů regionálních klimatických modelů
Název v angličtině:
Uncertainties in regional climate models outputs
Typ:
Disertační práce
Autor:
RNDr. Eva Holtanová, Ph.D.
Školitel:
doc. RNDr. Jaroslava Kalvová, CSc.
Oponenti:
doc. RNDr. Tomáš Halenka, CSc.
RNDr. Martin Dubrovský, Ph.D.
Konzultant:
Mgr. Jiří Mikšovský, Ph.D.
Id práce:
44205
Fakulta:
Matematicko-fyzikální fakulta (MFF)
Pracoviště:
Katedra fyziky atmosféry (32-KFA)
Program studia:
Fyzika (P1701)
Obor studia:
Meteorologie a klimatologie (4F8)
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
4. 11. 2010
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Klíčová slova:
Regionální klimatické modely, neurčitosti modelových výstupů, analáza rozptylu, metoda REA, validace modelových výstupů
Klíčová slova v angličtině:
Regional climate models, uncertainties in model outputs, analysis of variance, REA method, validation of model outputs
Abstrakt:
Abstrakt Název práce: Neurčitosti výstupů regionálních klimatických modelů Autorka: RNDr. Eva Holtanová Školitelka: doc. RNDr. Jaroslava Kalvová, CSc. Pracoviště: Katedra meteorologie a ochrany prostředí Matematicko-fyzikální fakulta Univerzita Karlova v Praze Předkládaná disertační práce se zabývá analýzou neurčitostí výstupů regionálních klimatických modelů (RCM) v oblasti ČR. Obecně mají neurčitosti modelových výstupů několik zdrojů. Jedná se o nepřesnosti v zadaných počátečních a okrajových podmínkách, dále o nutnost parametrizovat procesy, probíhající na prostorových a časových škálách menších, než je rozlišení modelu, a konečně o vlastní strukturu modelu, např. výběr konkrétních numerických metod nebo volbu prostorového rozlišení. V případě simulací budoucího klimatu ještě přistupuje nejistota ve vývoji faktorů, ovlivňujících klimatický systém. Analýza neurčitostí výstupů RCM byla zaměřena na dva multimodelové soubory, pocházející ze dvou evropských mezinárodních projektů, PRUDENCE a ENSEMBLES. Použity byly simulované hodnoty 30letých průměrných sezónních teplot vzduchu a úhrnů atmosférických srážek v referenčním období 1961–1990 a v několika budoucích časových obdobích. K analýze neurčitostí byly použity dvě různé metody. První z nich má za cíl rozložit celkový rozptyl multimodelového souboru na příspěvky regionálního modelu, řídícího globálního modelu a emisního scénáře (u simulací budoucího klimatu). Z výsledků této metody mj. vyplynulo, že u regionálních modelů z projektu PRUDENCE má na celkovém rozptylu simulovaných průměrných sezónních teplot vzduchu v období 1961–1990 i 2071– 2100 hlavní podíl RCM, ale u změn teploty v období 2071–2100 oproti referenčnímu období převládá vliv řídícího globálního modelu. Pro modely ENSEMBLES tento závěr platí jen v jarní sezóně. U srážkových úhrnů se nepodařilo nalézt žádný podobný obecný závěr. Druhý použitý postup, metoda REA (Reliability Averaging Method), hodnotí rozsah neurčitosti odhadnutý na základě velikosti vážené směrodatné odchylky simulovaných hodnot v multimodelovém souboru. Váhy pro jednotlivé modely jsou stanoveny na základě dvou kritérií. První z nich hodnotí shodu simulovaných hodnot a pozorování v referenčním období a druhé hodnotí vzájemnou shodu projekcí změn klimatu mezi jednotlivými členy multimodelového souboru. Metoda REA byla použita pro vyhodnocení neurčitosti plynoucí ze struktury regionálního modelu, byla proto aplikována na soubory simulací RCM řízených stejným globálním modelem, případně reanalýzou. Z výsledků mj. vyplynulo, že nejistota simulací současného klimatu je větší, než rozptyl simulovaných změn.
Abstract v angličtině:
Abstract Title: Uncertainties in regional climate models outputs Author: RNDr. Eva Holtanová Supervisor: doc. RNDr. Jaroslava Kalvová, CSc. Department: Dept. of Meteorology and Environment Protection Faculty of Mathematics and Physics Charles University in Prague Present doctoral thesis focuses on the analysis of uncertainties in regional climate model outputs in the area of the Czech Republic. Generally, the uncertainties in model outputs come from inaccuracies of initial and boundary conditions, further from the necessity to parameterize the small scale processes, and the structure of the model, e.g. the choice of numerical schemes or spatial resolution. In case of the simulations of future climate, another source of uncertainty arises. It is the unknown development of forcings that influence the climate system. The analysis in this work focuses on two multi-model ensembles, that come from two international European projects PRUDENCE and ENSEMBLES. The simulated 30-year mean seasonal air temperature and precipitation amounts are used, for the reference period 1961- 1990, and several future time periods. Two techniques were employed to assess the uncertainties. The first one was aimed at dividing the variance of a multi-model ensemble into contributions of regional model, driving global model and emission scenario (in case of future climate simulations). Among others, the results showed that when the PRUDENCE models are considered, the variance of simulated mean seasonal air temperature is mainly influenced by the regional climate model. On the other hand, in case of the changes of air temperature in the period 2071-2100 relative to 1961- 1990 the driving global model plays a major role. For model simulations from the ENSEMBLES project this conclusion is valid for the spring season only. No similar general conclusion was found for simulated precipitation amounts. With the second technique, the Reliability Averaging method (REA), we have focused on the uncertainty coming from the RCM itself, which was evaluated using the weighted standard deviation of simulations driven by one global climate model, or the reanalysis ERA40. The weights for individual models were based on two criteria, the model performance and model convergence. The first criterion evaluated the agreement of simulated and observed climate characteristics in the reference period, and the latter was based on the convergence of simulated climate changes in a future time period. The results showed, among other conclusions, that the uncertainty of simulations of present day climate is larger than uncertainty of simulated changes.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce RNDr. Eva Holtanová, Ph.D. 1.75 MB
Stáhnout Příloha k práci RNDr. Eva Holtanová, Ph.D. 6.94 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce RNDr. Eva Holtanová, Ph.D. 28 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky RNDr. Eva Holtanová, Ph.D. 9 kB
Stáhnout Posudek vedoucího doc. RNDr. Jaroslava Kalvová, CSc. 80 kB
Stáhnout Posudek oponenta doc. RNDr. Tomáš Halenka, CSc. 160 kB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Martin Dubrovský, Ph.D. 199 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby doc. RNDr. Josef Brechler, CSc. 110 kB