Πρόγνωση θαλάσσιας κυκλοφορίας: To Princeton Ocean Model

Slides:



Advertisements
Παρόμοιες παρουσιάσεις
ΑΚΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΚΑΙ ΛΙΜΕΝΙΚΑ ΕΡΓΑ
Advertisements

Μετάδοση Θερμότητας με μεταφορά
 για το ηπειρωτικό και το υποθαλάσσιο ανάγλυφο της Γης
Γεωργουλάς Α. Κονιδάρης Α. Αγγελίδης Π. Κωτσοβίνος Ν.
Κεφάλαιο 3 Θερμοκρασία του αέρα
ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΑ ΑΕΡΙΕΣ ΜΑΖΕΣ ΚΑΙ ΜΕΤΩΠΑ
Εισαγωγή στη Μηχανική των Ρευστών
Εισαγωγή στη Μηχανική των Ρευστών
Κεκλιμένες & Οριζόντιες Γεωτρήσεις
Αρχή διατήρησης της μάζας – Εξίσωση συνέχειας
Ο κύκλος του νερού EΚΦΕ Μαγνησίας Συντάκτης : Βάτσιος Ξ.
BEACHMED-e: Υποπρόγραμμα 3
ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΑΛΛΑΓΗ.
Ι. Μποσκίδης, Γ. Γκίκας, Β. Πισινάρας, Γ. Συλαίος, Χ. Πεταλάς,
“ΔΡΑΣΗ ΤΩΝ ΠΟΤΑΜΩΝ” ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ
Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών Ιωάννινα 2013 Διδάσκων: Δημήτριος Ι. Φωτιάδης Υπολογιστική Μοντελοποίηση στη Βιοϊατρική Τεχνολογία.
4) Κατακόρυφη ταχύτητα Στα συνοπτικά συστήματα η κατακόρυφη ταχύτητα είναι συνήθως της τάξης των μερικών cm/sec. Όμως, οι επιχειρησιακές μετρήσεις (ραδιοβολίσεις)
ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΠΕΔΙΟΥ ΡΟΗΣ
ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΜΟΡΦΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ
11/11/2009 Μέθοδος Penman Μέθοδος Thornwaite. Τροποποιημένη μέθοδος Penman Η μέθοδος γενικά δίνει αρκετά ικανοποιητικά αποτελέσματα σε σχέση με όλες τις.
(The Primitive Equations)
Ποταμός Λουδίας Ασεκίδης Σάκης Καληνούδης Δημήτρης Κανδηλάπτης Στάθης
Υδρολογία-Εισαγωγικές έννοιες
Το ερευνητικό πρόγραμμα WaveForUs Γιάννης Ν. Κρεστενίτης Συντονιστής έργου Εργαστήριο Θαλάσσιας Τεχνικής και Θαλασσίων Έργων, Α.Π.Θ.
ΥΔΡΟΣΤΑΤΙΚΗ Υδροστατική είναι το κεφάλαιο της Υδραυλικής που μελετά τους νόμους που διέπουν τα ρευστά όταν βρίσκονται σε ηρεμία.
Στοιχεία γεωμορφολογίας
ΠΡΟΧΩΡΗΜΕΝΗ ΥΔΡΟΛΟΓΙΑ Σύνοψη των Υδρολογικών Διεργασιών
Πρόγνωση Κύματος: Το μοντέλο WaveWatch IIITM
Διάλεξη 14: Εισαγωγή στη ροή ρευστών
Διαδικτυακή Γεωγραφική Πλατφόρμα ΓΣΠ Επιχειρησιακή Έκδοση
Πρόγνωση Μετεωρολογικής Παλίρροιας: High Resolution Storm Surge Model
Σχήμα διεπιφάνειας γλυκού-αλμυρού νερού
5 ο ΕΘΝΙΚΟ ΣΥΝΕΔΡΙΟ ΤΗΣ ΕΕΔΥΠ ΞΑΝΘΗ, 6-9 ΑΠΡΙΛΙΟΥ 2005 ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΕΙΣΡΟΗΣ ΦΕΡΤΩΝ ΥΛΩΝ ΣΤΗ ΛΙΜΝΗ ΒΙΣΤΩΝΙΔΑ Β.Γ. ΧΡΥΣΑΝΘΟΥ, Π.Κ. ΔΕΛΗΜΑΝΗ ΚΑΙ Γ.Σ. ΞΕΙΔΑΚΗΣ.
ΩΚΕΑΝΟΓΡΑΦΙΑ Αντικείμενο, ιστορία και βασικά στοιχεία ωκεανογραφίας.
Περιεχόμενα 1. Κυματική Θεωρία Stokes 2 ης τάξης 2. Κυματική Θεωρία Stokes 5 ης τάξης 3. Κυματική Θεωρία Συνάρτησης ροής (Fourier 18 ης τάξης) 4. Cnoidal.
1 Βάθος ριζοστρώματος Κίνηση του νερού στο έδαφος Διήθηση – Διηθητικότητα Διάρκεια άρδευσης Εύρος άρδευσης.
6° ΕΘΝΙΚΟ ΣΥΝΕΔΡΙΟ ΤΗΣ ΕΕΔΥΠ XANIA, IOYNΙΟΥ 2007 ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΥΠΩΝ ΟΛΙΚΟΥ ΦΟΡΤΙΟΥ ΓΙΑ ΤΟΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟ ΤΟΥ ΔΕΛΤΑ Σ’ ΕΝΑΝ ΤΑΜΙΕΥΤΗΡΑ Χ. ΓΙΟΒΑΝΟΥΔΗΣ.
Τροπικοί κυκλώνες. Χαρακτηριστικά Πολύ μεγαλύτερη ένταση και μικρότερη έκταση από εξωτροπικούς κυκλώνες. Πολύ μεγαλύτερη ένταση και μικρότερη έκταση από.
MΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΕΣ MΕΤΡΗΣΕΙΣ. 1. Τι μετράμε-παρατηρούμε-εκτιμούμε 2. Γιατί μετράμε-παρατηρούμε-εκτιμούμε 3.Που μετράμε-παρατηρούμε-εκτιμούμε 4.Πότε μετράμε-παρατηρούμε-εκτιμούμε.
Θερμοκρασία του αέρα. Τι είναι θερμότητα και πώς γίνεται αντιληπτή; Μορφή ενέργειας που διαδίδεται από ένα σώμα σε ένα άλλο λόγω μεταφοράς θερμότητας.
Αστικό μικροκλίμα – αστική θερμική νησίδα ασκήσεις
Ιωάννης Καραγιάννης 4216 Διεξοδική διερεύνηση του Κύκλου του Νερού, παρουσίαση των δομικών του στοιχείων και η επίδραση του στην ανθρώπινη καθημερινότητα.
11/11/2009 Μέθοδος Penman Μέθοδος Thornwaite.
ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΤΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ- ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ NAVIER STOKES
Πρόγνωση Μετεωρολογικής Παλίρροιας: High Resolution Storm Surge Model
Βάθος ριζοστρώματος Κίνηση του νερού στο έδαφος
ΚΑΝΕΛΛΟΠΟΥΛΟΥ ΓΕΩΡΓΙΑ(4215)
Εργαστήριο Υδραυλικής Μηχανικής
2) Οι Θεμελιώδεις Εξισώσεις (The Primitive Equations)
Industrial Safety for the onshore
Διάλεξη 4: Εξίσωση διάχυσης
ΜΑΘΗΜΑ: ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗ ΡΕΥΣΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΔΙΔΑΣΚΩΝ: ΣΑΡΡΗΣ ΙΩΑΝΝΗΣ
Διάλεξη 2: Περιγραφή αριθμητικών μεθόδων
Διάχυση ρύπων στην ατμόσφαιρα
Διάλεξη 9: Συναγωγή και διάχυση (συνέχεια)
ΦΥΣΙΚΗ ΝΤΑΛΑΜΑΓΚΑ ΑΛΕΞΑΝΔΡΑ Παιδαγωγικό Τμήμα Δημοτικής Εκπαίδευσης
Διάλεξη 6: Εξίσωση διάχυσης (συνέχεια)
Μελετη Περιβαλλοντοσ Κόμη Νίκη Ο κύκλος του νερού.
Η παρουσίαση του κύκλου του νερού
ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΚΑΙ ΝΕΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΣΤΗΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ
ΘΑΛΑΣΣΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑ:ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ, ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΚΑΙ ΠΡΟΟΠΤΙΚΗ
ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΚΑΙ ΝΕΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΣΤΗΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ
ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ - ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ
Κεφάλαιο 12 Το ανάγλυφο της Γης.
ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ
Μαθηματικά και Μετεωρολογία
ΡΥΘΜΟΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΑΣ ΓΙΑ ΣΥΡΡΙΚΝΟΥΜΕΝΑ ΣΦΑΙΡΙΚΑ ΤΕΜΑΧΙΔΙΑ
Διάλεξη 2: Συστήματα 1ης Τάξης
Δώστε ερμηνεία/αίτια για την ημερήσια διακύμανση του ΑΟΣ
Φυσική Ωκεανογραφία, Υδρογραφία και Θαλάσσια Τηλεπισκόπηση Διάλεξη 2η
Μεταγράφημα παρουσίασης:

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.

Το Princeton Ocean Model (POM) 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. 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. 1-16 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), 851-875

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

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

Βασικές εξισώσεις εξωτερικού κύκλου (2D) Εξίσωση συνέχειας: Εξισώσεις ισορροπίας κατά x και y: 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

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

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

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

Το αριθμητικό σχήμα leap-frog

Το ΡΟΜ στο σύστημα WaveForUs Οριακές συνθήκες (MyOCean) στο γ.π. 39.97 ºΝ για: θερμοκρασία αλατότητα ΜΣΘ οριζόντιες ταχύτητες ΡΟΜ Θερμαϊκός Πεδίο 3: 22.53-23.506ºΕ & 39.97-40.69ºΝ 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 Ποτάμια ωριαίες τιμές παροχής νερού στο δέλτα: Αξιού Λουδία Αλιάκμονα δεδομένα με dx=1/16° και 12 επίπεδα σταθερού βήματος  γραμμική παρεμβολή κατά x και z στον κάναβο του πεδίου Αποτελέσματα 3ήμερης πρόγνωσης WaveForUs: 3διάστατα πεδία ταχύτητας ρεύματος, θερμοκρασίας και αλατότητας

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

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

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

Σύγκριση αποτελεσμάτων με δορυφορικά δεδομένα Δείκτες Απόδοσης Μέση τιμή Θεσσαλονίκη Κεντρικός κ. Ανατολικός κ. Δυτικός κ. MAE±StDev [°C] 0.85±0.96 0.61±1.49 0.71±1.11 0.53±1.23 1.15±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] 1.28 1.59 1.31 1.33 1.73 R2 0.97 0.90 0.95 0.94 Willmott Skill (WS) 0.98

Σύγκριση αλατότητας και συγκέντρωσης Chl-a Σχήμα: Επιφανειακή αλατότητα μοντέλου (α και γ) και δορυφορικά μετρημένες συγκεντρώσεις Chl-a (β και δ) [mg/m3] 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)

Προφίλ παραμέτρων από 3-ήμερη πρόγνωση 05/06

Σύγκριση 2 προσομοιώσεων: 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

Σύγκριση 2 προσομοιώσεων: 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

Προοπτικές προγνώσεων κυκλοφορίας WaveForUs 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

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