"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF7478
ETF7478 "Ujulainete dünaamika ning lainetakistus nihketuule ja stratifitseeritud atmosfääri tingimustes (1.01.2008−31.12.2011)", Rein Rõõm, Tartu Ülikool, Füüsika-keemiateaduskond, Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond, Tartu Ülikooli Füüsika Instituut, Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond.
ETF7478
Ujulainete dünaamika ning lainetakistus nihketuule ja stratifitseeritud atmosfääri tingimustes
Buoyancy wave dynamics and wave drag in the stratified atmosphere with shear wind
1.01.2008
31.12.2011
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ValdkondAlamvaldkondCERCS erialaFrascati Manual’i erialaProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.2. MaateadusedP500 Geofüüsika, füüsikaline okeanograafia, meteoroloogia 1.4. Maateadused ja sellega seotud keskkonnateadused (geoloogia, geofüüsika, mineroloogia, füüsiline geograafia ning teised geoteadused, meteoroloogia ja ning teised atmosfääriteadused, klimatoloogia, okeanograafia, vulkanoloogia, paleoökoloogia100,0
AsutusRollPeriood
Tartu Ülikool, Füüsika-keemiateaduskondkoordinaator01.01.2008−31.12.2011
Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond, Tartu Ülikooli Füüsika Instituutkoordinaator01.01.2008−31.12.2011
Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskondkoordinaator01.01.2008−31.12.2011
PerioodSumma
01.01.2008−31.12.2008213 600,00 EEK (13 651,53 EUR)
01.01.2009−31.12.2009205 056,00 EEK (13 105,47 EUR)
01.01.2010−31.12.2010186 396,00 EEK (11 912,88 EUR)
01.01.2011−31.12.201111 912,40 EUR
50 582,28 EUR

Värsked uurimused näitavad, et orograafiast tingitud lainetakistus võib reaalses stratifitseeritud keskkonnas, tropopausi olemasolul ning kõrgusega muutuva tuule tingimustes oluliselt erineda varasemast, lihtsustatud analüütilise mudeli (konstantne tuul, termiliselt homogeenne atmosfäär, tropopaus puudub) abil saadud hinnangutest. See võib põhjustada atmosfääri numbrilistes mudelites rakendatavate lainetakistuse parametriseerimisskeemide kardinaalse revisjoni. Uurimuses keskendutakse orograafiast tingitud ujulainete spektri arvutamisele stratifitseeritud, tuulenihkega ning laineid murdva ja peegeldava tropopausiga atmosfäärikeskkonnas, lainespektri iseloomulike resonantside asukoha ja amplituudi mudelsõltuvuste väljaselgitamisele ning sellest tulenevale lainetakistuse parametriseerimisskeemide arendamiele. Orograafiliste ujulainete välju modelleeritakse numbriliselt, kasutades spetsiaalset, lainevõrrandi lahendamisel keeruka stratifikatsiooni ja nihketuule tingimustes rajanevat arvutusskeemi. Numbrilistest arvutustest hinnatakse lainetakistuse suurust erinevate orograafiatüüpide korral sõltuvalt tuulenihke ja tuulepöörde tugevusest troposfääris ning troposfääri staatilise ujuvuse määrast, eeldades, et troposfäär tipneb laineid murdva ja peegeldava tropopausiga. Saadud parametriseeringuid rakendatakse ilmaennustusmudelis HIRLAM.
As recent investigation has revealed, in a real stratified atmosphere with the tropopause and with height-dependent and/or directional wind shear, the orographically induced wave-drag can essentially differ from the former estimations, obtained from simplified analytical models assuming constant winds and thermally homogeneous stratification without tropopause. This can lead to a radical revision of wave-drag parameterization schemes in the numerical weather prediction models. In the proposed research, the main efforts are put (1) on the modeling of the spectrum of orographic waves in a stratified, wind-sheared troposphere, topped by a wave-refracting and -reflecting tropopause; (2) on the establishment of dependencies of the locations and amplitudes of the characteristic resonances in the wave-spectrum from the atmospheric conditions, and (3) on the consequent improvement of wave-drag parameterization schemes. Orographic wave fields are modeled numerically, using a specially designed solution algorithm of the wave equation for real stratification and wind-shear conditions. The wave-drag is estimated from numerical simulations for different typical orographic pattern and tropospheric conditions (directional and vertical wind shear, static stability of the troposphere), assuming that the troposphere is topped by refracting and reflecting tropopause. The obtained parameterizations shall be applied in the numerical weather prediction model HIRLAM.