Study of screen level temperature dependency on interactions and feedbacks of physics parameterizations in numerical weather prediction and climate models.

Abstract

Prízemná teplota je meraná vo výške 2 metre nad zemským povrchom. Je to jedna z najpoužívanejších charakteristík atmosféry v rôznych odvetviach meteorológie a iných oblastiach spojených s predpoveďou počasia. Základom je nielen povedomie o jej sú- časnom stave, ale aj jej predpoveď. Predpoveď je získaná z modelov numerickej pred- povede počasia (NWP), ktoré vychádzajú zo súčasného stavu atmosféry. Jej dlhodobá charakteristika môže byť obdržaná z integrácie klimatických modelov. Táto práca hovorí o základných parametrizáciach, najčastejšie spojených s predpoveďou teploty, ktoré sú využité v NWP modeli ALADIN a regionálnom klimatickom modeli RegCM. Fyzikálne procesy, ktoré ovplyvňujú teplotu, sú študované pomocou modelu ALADIN vo viacerých prípadoch, ktoré zahŕňajú prítomnosť nízkej oblačnosti, gravitačných vĺn a nevhodného termického koeficientu. Práca obsahuje detailný popis najdôležitejších parametrizácií a výsledky experimentov sú študované vo forme individuálnych spätných väzieb. Taktiež sú nájdené najrelevantnejšie procesy. Avšak, výška 2 metrov nad zemou nie je modelovou hladinou, takže teplota v 2 metroch je získavaná interpoláciou povrchovej teploty a tep- loty na spodnej modelovej hladine. Dve rôzne komplexné interpolačné schémy sú medzi sebou porovnané s využitím modelu RegCM. 1

Screen level temperature is measured at 2 meters above the ground. It is one of the most used atmospheric characteristics in various applications in meteorology and other fields related to weather prediction. Essential is not only the knowledge of its current state, but also its prediction. It is forecasted by numerical weather prediction (NWP) models from the atmospheric current state. Its long-term characteristics can be obtained from the integration of climate models. This text discusses fundamental parametriza- tions, mostly related to temperature forecast, used in the NWP model ALADIN and the regional climate model RegCM. Physical processes which influence temperature are studied using ALADIN in several cases which include the presence of low cloudiness, gravity waves and inappropriate thermic coefficient. A detailed description of the most relevant parametrization schemes is given and the results are studied in a form of indi- vidual feedback loops. Most dominant processes are also found. However, the level of 2 meters above the ground is not the model level, so temperature at 2 meters is obtained by interpolation from the surface temperature and the lowest model level temperature. Using RegCM, two differently complex interpolation schemes are compared to each other. 1