Influence of internal gravity waves on the atmosphere based on their resolved effects

Abstract

Atmospheric dynamics is strongly influenced by gravity waves. In the current climate and weather prediction models, they need to be parametrised despite the continuous improvements of model resolution. In this thesis, gravity waves in high resolution models are studied, with the aim of providing additional information for the parametrisations. First, gravity wave separation methods are tested to estimate reliability of the results. Subsequently, we use reanalysis and model data to estimate impact of gravity waves on the mean flow and the global distribution of gravity wave spectra. The results show strong resolved gravity wave drag above the subtropical jet in mountain regions, confirming the saturation hypothesis applied in the models. Additionally, we see dependence of the shape of gravity wave spectra on the wind direction, which can help making the parametrisations more accurate by specifying their input.

Dynamika atmosféry je silně ovlivněna gravitačními vlnami. V současných klimatic- kých a předpovědních modelech musí být vlny parametrizovány, přestože se rozlišení mo- delů průběžně zlepšuje. V této práci jsou studovány gravitační vlny v modelech s vysokým rozlišením s cílem doplnit informace ke zpřesnění parametrizací. Nejprve jsou otestovány různé metody filtrování gravitačních vln k posouzení věrohodnosti výsledků. Následně je použita reanalýza a modelová data k odhadu vlivu gravitačních vln na proudění vzduchu a k posouzení globálního rozložení spektra gravitačních vln. Výsledky ukazují silné rozli- šené tření gravitačních vln nad subtropickým tryskovým prouděním v horských oblastech, což potvrzuje saturační hypotézu používanou v modelech. Navíc vidíme závislost tvaru spektra gravitačních vln na směru větru, díky čemuž je možné zpřesnit vstup parametri- zací.