Forscher des britischen Met Office haben in Zusammenarbeit mit der Chinesischen Akademie der Meteorologischen Wissenschaften eine fortschrittliche Technik zur Geländeglättung entwickelt, die die Modellierung von Hangstürmen erheblich verbessert. Dieser innovative Ansatz wird in einer kürzlich im Journal of veröffentlichten Studie detailliert beschrieben Fortschritte in den Atmosphärenwissenschaftenbietet eine höhere Genauigkeit und Detailtreue bei der Simulation komplexer Wetterphänomene.
Die Studie mit dem Titel „Use of Targeted Orographic Smoothing in Very High Resolution Simulations of a Downslope Windstorm and Rotor in a Sub-tropical Highland Location“ konzentriert sich auf Simulationen mit einer Auflösung von 100 Metern, die über dem Cangshan-Berg in Yunnan, China, durchgeführt wurden. Hangstürme in Bergregionen stellen Meteorologen aufgrund der komplexen Wechselwirkung zwischen Gelände und atmosphärischen Bedingungen vor große Herausforderungen.
Eine stabile, verfeinerte Simulation ist der erste Schritt zum Verständnis der Hangstürme. Um dieses Problem anzugehen, führte das Forschungsteam eine topografische Glättungsmethode ein, die mehr Geländedetails als herkömmliche Techniken beibehält und damit einen wichtigen Kompromiss beseitigt, der normalerweise notwendig ist, um stabile Modellsimulationen sicherzustellen.
Peter Sheridan, Hauptautor der Studie und leitender Wissenschaftler am britischen Met Office, erklärt die Bedeutung ihres innovativen Ansatzes: „Anhand des Dali-Observatoriums als Referenz führt unsere Forschung eine neuartige Methode zur topografischen Glättung ein, die ein hohes Geländeniveau beibehält.“ Details, die für die Verbesserung der Genauigkeit der Hangwindsturmmodellierung von entscheidender Bedeutung sind.“
„Diese gezielte Glättungstechnik kombiniert nahtlos zwei Geländedatensätze und schafft so ein sparsames Gleichgewicht zwischen minimaler und starker Glättung, um durch steile Gefälle verursachte Modellinstabilitäten gezielt zu beseitigen.“
Dr. Jian Li, Co-Autor der Studie und führender Wissenschaftler an der Chinesischen Akademie der Meteorologischen Wissenschaften, fügt seine Sichtweise hinzu: „Unsere Zusammenarbeit mit dem britischen Met Office hat das Verständnis von Hangstürmen erweitert. Durch die Erhaltung wesentlicher Geländedetails können wir haben realistischere Simulationen erreicht. Diese Arbeit hat wichtige Auswirkungen auf die Verbesserung unserer Fähigkeit, diese komplexen Wetterereignisse zu verstehen und vorherzusagen.“
Eines der zentralen Ergebnisse der Studie ist der höhere Detaillierungsgrad der Simulationen durch den Einsatz der gezielten Glättungsmethode. Insbesondere beobachteten die Forscher qualitative Strömungsmerkmale, die zuvor nicht vorhanden waren, wie zum Beispiel schnelle, schmale Jets, die aus leeseitigen Kanälen austreten. Durch die gezielte Glättung kam es während des Sturms auch über ebenen Flächen zu verstärkten Turbulenzen auf der Leeseite.
Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass der Einsatz einer gezielten Glättung dazu beitragen kann, die Ausbreitung von Hangstürmen über städtischen Gebieten wie der Stadt Dali am Fuße des Cangshan-Berges zu erfassen. Diese Innovation verspricht genauere Wettervorhersagen in Regionen, die für solche Ereignisse anfällig sind.
Mehr Informationen:
Peter Sheridan et al., Verwendung gezielter orographischer Glättung in sehr hochauflösenden Simulationen eines Downslope-Windsturms und Rotors an einem subtropischen Hochlandstandort, Fortschritte in den Atmosphärenwissenschaften (2023). DOI: 10.1007/s00376-023-2298-0