Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Πρόγνωση θαλάσσιας κυκλοφορίας: To Princeton Ocean Model Κατερίνα Κομπιάδου, Χάρης Σκουληκάρης, Γιάννης Κοντός Εργαστήριο Θαλάσσιας Τεχνικής και Θαλασσίων.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "Πρόγνωση θαλάσσιας κυκλοφορίας: To Princeton Ocean Model Κατερίνα Κομπιάδου, Χάρης Σκουληκάρης, Γιάννης Κοντός Εργαστήριο Θαλάσσιας Τεχνικής και Θαλασσίων."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Πρόγνωση θαλάσσιας κυκλοφορίας: To Princeton Ocean Model Κατερίνα Κομπιάδου, Χάρης Σκουληκάρης, Γιάννης Κοντός Εργαστήριο Θαλάσσιας Τεχνικής και Θαλασσίων Έργων Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Α.Π.Θ. Εργαστήριο Θαλάσσιας Τεχνικής και Θαλασσίων Έργων Τομέας Υδραυλικής και Τεχνικής Περιβάλλοντος Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Α.Π.Θ.

2 Princeton Ocean Model (POM) Το Princeton Ocean Model (POM) είναι ένα ευρέως διαδεδομένο και επικυρωμένο μοντέλο για την προσομοίωση διαφόρων προβλημάτων, όπως θαλάσσιας κυκλοφορίας και διεργασιών ανάμιξης σε ποτάμια, εκβολικές περιοχές, πλατώ και πλαγιές, λίμνες, ημίκλειστες θάλασσες, όπως και στον παγκόσμιο ωκεανό. Το μοντέλο είναι ανοιχτού κώδικα, διανέμεται δωρεάν και είναι συνεχώς υπό βελτιώσεις μέσω ανατροφοδοτήσεων και εφαρμογών που παρέχονται από τους χρήστες. Το POM (Blumberg and Mellor, 1987) είναι ένα τρισδιάστατο μοντέλο ελεύθερης επιφάνειας που ακολουθεί τη μορφολογία του πυθμένα, το οποίο περιλαμβάνει ένα σχήμα κλεισίματος της τύρβης ανώτερης τάξης (Mellor and Yamada, 1982) και μπορεί να προγνώσει τη βαροκλινική και βαροτροπική κυκλοφορία και να παρέχει προγνώσεις σχετικά με τις ταχύτητες και τις διευθύνσεις των θαλασσίων ρευμάτων, τη Μέση Στάθμη Θάλασσας (ΜΣΘ) και τα θερμοαλατικά χαρακτηριστικά του θαλασσινού νερού. Το Princeton Ocean Model (POM) Blumberg, A.F. and Mellor G.L., 1987, A description of a three-dimensional coastal ocean circulation model, In Three-Dimensional Coastal Ocean Models, N. S. Heaps (Ed.), American Geophysical Union, Washington, DC, pp Mellor, G.L. and Yamada T., 1982, Development of a turbulence closure model for geophysical fluid problems, Reviews of Geophysics and Space Physics, 20(4),

3 Η κατακόρυφη διακριτοποίηση στο POM σίγμα συντεταγμένες Παράκτιες περιοχές: Παράκτιες περιοχές: εκτείνονται από μικρά έως και μεγάλα βάθη Πλεονέκτημα σίγμα συντεταγμένων: Πλεονέκτημα σίγμα συντεταγμένων: αποδοτική έκφραση πυθμένα και ελεύθερης επιφάνειας καρτεσιανού κανάβου Εφαρμογή καρτεσιανού κανάβου (σταθερού βήματος dz) κανάβου σίγμα Εφαρμογή κανάβου σίγμα (μεταβλητού βήματος dσ)

4 Θαλάσσιες παράμετροι στο POM Εξωτερικός κύκλος Εξωτερικός κύκλος (βαροκλινικός) διδιάστατοι πίνακες  Ελεύθερη επιφάνεια  Μέσες με το βάθος ταχύτητες (U,V) Εσωτερικός κύκλος Εσωτερικός κύκλος (βαροτροπικός) τρισδιάστατοι πίνακες  Θερμοαλατικές παράμετροι  ταχύτητες (u,v,w)  τύρβη

5 Βασικές εξισώσεις εξωτερικού κύκλου (2D) 1: οριζόντια μεταφορά 2: οριζόντια διασπορά 3: επίδραση Coriolis 4: όρος κλίσης επιφάνειας 5: τάση ανέμου (σ=0) και τριβής πυθμένα (σ=-1) 6: όροι οριζόντιας διασποράς 7: βαροκλινικοί όροι Εξίσωση συνέχειας: Εξισώσεις ισορροπίας κατά x και y:

6 Βασικές εξισώσεις εσωτερικού κύκλου (3D) Εξίσωση συνέχειας: Εξισώσεις ισορροπίας κατά x και y: 1: οριζόντια μεταφορά 2: οριζόντια διασπορά 3: κατακόρυφη μεταφορά 4: επίδραση Coriolis 5: όροι κλίσης επιφάνειας 6: βαροκλινικοί όροι 7: κατακόρυφη διασπορά

7 Βασικές εξισώσεις εσωτερικού κύκλου (3D) Ισορροπία θερμοκρασίας: 1: οριζόντια μεταφορά 2: οριζόντια διασπορά 3: κατακόρυφη μεταφορά 4: κατακόρυφη διασπορά 5: όροι πηγής Ισορροπία άλατος: Ισορροπία τυρβώδους κινητικής ενέργειας: 6: παραγωγή διάτμησης 7: παραγωγή άνωσης 8: καταστροφή άνωσης

8 Ροές διαμέσου της διεπιφάνειας αέρα-θάλασσας Ισορροπία ταχύτητας Ισορροπία άλατος Ισορροπία μάζας Ισορροπία θερμότητας

9 Το αριθμητικό σχήμα leap-frog το σχήμα leap frog μπορεί να έχει σαν αποτέλεσμα οι λύσεις σε μονά χρονικά βήματα να διαφέρουν λίγο από τις αντίστοιχες σε ζυγά χρονικά βήματα  Εφαρμόζεται ‘ελαφρύ’ φίλτρο σε κάθε χρονικό βήμα:

10 Αποτελέσματα 3ήμερης πρόγνωσης WaveForUs: 3διάστατα πεδία ταχύτητας ρεύματος, θερμοκρασίας και αλατότητας Το ΡΟΜ στο σύστημα WaveForUs ΡΟΜ Θερμαϊκός  Πεδίο 3: º Ε & ºΝ  dx=dy=1/60º [κάναβος:62x46]  16 σίγμα επίπεδα Ατμοσφαιρικά δεδομένα εισόδου (WRF-ARW) ταχύτητες ανέμου (10m) πίεση στη ΜΣΘ θερμοκρασία αέρα (2m) αθροιστικός υετός σχετική υγρασία αέρα (2m) ροές ακτινοβολίας μικρού μήκους κύματος ροές ακτινοβολίας μεγάλου μήκους κύματος ροές λανθάνουσας θερμότητας Οριακές συνθήκες (MyOCean) Οριακές συνθήκες (MyOCean) στο γ.π ºΝ για: θερμοκρασία αλατότητα ΜΣΘ οριζόντιες ταχύτητες δεδομένα με dx=1/16 ° και 12 επίπεδα σταθερού βήματος  γραμμική παρεμβολή κατά x και z στον κάναβο του πεδίου Ποτάμια ωριαίες τιμές παροχής νερού στο δέλτα: Αξιού Λουδία Αλιάκμονα

11 Εκτίμηση παροχών ποταμών στο Θερμαϊκό Σημαντική παρουσία υφάλμυρων νερών: ποταμοί Αξιός, Αλιάκμονας και Λουδίας Προβλήματα: Έλλειψη συστηματικών μετρήσεων στα ποτάμια και γενική δυσκολία εκτίμησης παροχών νερού σε επίπεδο τριήμερης πρόγνωσης

12 Εκτίμηση παροχών ποταμών στο ΘερμαϊκόΑλιάκμονας κερματισμένος και ελεγχόμενος από επτά μεγάλα φράγματα Αξιός διακρατικός, ανάντη στάθμη ελέγχεται από την ΠΓΔΜ Λουδίας κύριο κανάλι αποστράγγισης πεδιάδας Θεσσαλονίκης Ετερογένεια Αδύνατη η εφαρμογή μοναδικής ολιστικής προσέγγισηςΛύση τρεις ανεξάρτητες αλλά αλληλένδετες μεθοδολογίες εκτίμησης παροχών

13 Εκτίμηση παροχών ποταμών στο Θερμαϊκό Μετατροπή παραγωγής ρεύματος σε Ασώματα και Εδεσσαίο σε τιμές παροχής νερού Παροχές στο δέλτα του Αλιάκμονα Παροχές στο δέλτα του Αξιού Παροχές στο δέλτα του Λουδία Μετατροπή ανάντη στάθμης νερού Ελεούσας σε απορροή νερού Δεδομένα ανάντη στάθμης νερού από τελεμετρικό σταθμό στο φράγμα στα σύνορα Ελλάδας-ΠΓΔΜ Εκτίμηση χρήσης νερού για άρδευση και ύδρευση από Διαχειριστικά Σχέδια Λεκάνης Απορροής

14 Δείκτες ΑπόδοσηςΜέση τιμήΘεσσαλονίκηΚεντρικός κ.Ανατολικός κ.Δυτικός κ. MAE±StDev [°C]0.85± ± ± ± ±1.29 MAE ±StDev [%]3.60±4.56%1.67±7.15%3.21±5.35%1.47±6.79%5.42±5.87% RMSE [°C] R2R Willmott Skill (WS) Σύγκριση αποτελεσμάτων με δορυφορικά δεδομένα

15 Σύγκριση αλατότητας και συγκέντρωσης Chl-a Σχήμα: Επιφανειακή αλατότητα μοντέλου (α και γ) και δορυφορικά μετρημένες συγκεντρώσεις Chl-a (β και δ) [mg/m 3 ] για τις 05/03 (πάνω) και 09/06 (κάτω) και σύγκριση τιμών αλατότητας με συγκεντρώσεις Chl-a στις εκβολές των δύο κύριων ποταμών, Αξιού και Αλιάκμονα (ε)

16 Προφίλ παραμέτρων από 3-ήμερη πρόγνωση 05/06

17 Επίδραση των ποταμών στην κυκλοφορία Σύγκριση 2 προσομοιώσεων: Χωρίς παροχές ποταμών Με παροχές ποταμών  γενική μείωση της επιφανειακής αλατότητας στον κόλπο, μεταξύ 0.2 and 1.2 (μέση τιμή: 0.5±0.23)  η τοπική επίδραση κοντά στις εκβολές είναι σημαντικά μεγαλύτερη με μείωση της επιφανειακής αλατότητας της τάξης των -16.4±9.6 και -15.5±9.6 για τον Αξιό και τον Αλιάκμονα, αντίστοιχα

18 Επίδραση των ποταμών στην κυκλοφορία Σύγκριση 2 προσομοιώσεων: Χωρίς παροχές ποταμών Με παροχές ποταμών  μεταβολή της επιφανειακής ταχύτητας ρεύματος στον κόλπο, μεταξύ -4 and +8cm/s (μέση τιμή: 2±2cm/s)  η τοπική επίδραση κοντά στις εκβολές είναι σημαντικά μεγαλύτερη με αύξηση του επιφανειακού ρεύματος της τάξης των 5±8cm/s και 6±8cm/s για τον Αξιό και τον Αλιάκμονα, αντίστοιχα

19 Προοπτικές προγνώσεων κυκλοφορίας WaveForUs Το σύστημα WaveForUs θα συνεχίσει να λειτουργεί και να παρέχει προγνώσεις στην ιστοσελίδα του προγράμματος (http://wave4us.web.auth.gr/) και μετά την ολοκλήρωση του ερευνητικού έργου. Θα συνεχίσουν οι προσπάθειες βελτίωσης των παρεχόμενων προγνώσεων:  σύγκριση με διαθέσιμες μετρήσεις (δορυφορικές/επιτόπου)  σύγκριση με άλλα επιχειρησιακά μοντέλα (π.χ. ΠΟΣΕΙΔΩΝ)  αναβάθμιση των οριακών συνθηκών από το σύστημα MyOcean από μέσες ημερήσιες τιμές σε ωριαίες  παροχή προφίλ παραμέτρων με το βάθος σε θέσεις ενδιαφέροντος και στην ιστοσελίδα

20 Εργαστήριο Θαλάσσιας Τεχνικής και Θαλασσίων Έργων Τομέας Υδραυλικής και Τεχνικής Περιβάλλοντος Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Α.Π.Θ. Oceanography and Coastal Engineering group, AUTh


Κατέβασμα ppt "Πρόγνωση θαλάσσιας κυκλοφορίας: To Princeton Ocean Model Κατερίνα Κομπιάδου, Χάρης Σκουληκάρης, Γιάννης Κοντός Εργαστήριο Θαλάσσιας Τεχνικής και Θαλασσίων."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google