Porovnání výšek PBL měřených distančními metodami a vypočítaných modelem ALADIN

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00020699%3A_____%2F21%3AN0000109" target="_blank" >RIV/00020699:_____/21:N0000109 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Porovnání výšek PBL měřených distančními metodami a vypočítaných modelem ALADIN

Popis výsledku v původním jazyce

Mezi roky 2015 a 2018 byla v rámci ČHMÚ obnovena a doplněna síť ceilometrů na všech meteorologických stanicích a observatořích profesionální staniční sítě (OPSS) a na 2 stanicích automatického imisního monitoringu (AIM). Současný stav v České republice je 36 ceilometrů od firmy Vaisala (20 typu CL31 s dosahem 7.6 km, 16 typu CL51 s dosahem až 15 km) ve vlastnictví ČHMÚ a 2 ceilometry (typu Vaisala CL51) ve vlastnictví Ústavu fyziky atmosféry AV ČR. V rámci účasti ČHMÚ v mezinárodním projektu EUMETNET E-PROFILE přispívá ČHMÚ daty z 25 ceilometrů do Evropské sítě automatických lidarů a ceilometrů (ALC) zaměřující se na monitoring vertikálních profilů větru, výšky oblačnosti a výšky mezní vrstvy (PBL), dále pak výskytu a pohybu vzdušného aerosolu ve vertikálním profilu včetně zaměření na sopečný prach. Vaisala ceilometry jsou schopny měřit stav oblačnosti (nabývající hodnot 0 až 4) a výšku až 3 pater oblačnosti (cloud_1, cloud_2, cloud_3). Dále mohou stanovit až 3 kandidáty na výšku PBL (BL1_height, BL2_height, BL3_height) s různými indexy kvality (nabývající hodnoty 1 až 3) stanovovanými podle významnosti poklesu intenzity zpětně rozptýleného světla v profilech odrazivosti (tzv. „gradient local minima“). Nejlepší kandidát na výšku PBL má hodnotu indexu 3. Nemusí však být vždy v daném vzorku dat přítomen nebo může být naopak označen u více vrstev kandidátů PBL daných ceilometrem. Frekvence měření ceilometrů je 15 vteřin. Hodinové hodnoty stavu oblačnosti, výšek oblačnosti a výšek PBL byly pro účel dalšího použití vypočítány jako aritmetický průměr v časech 0:00 až 23:00 (číslo hodiny značí počátek průměrování). Nejlepší naměřený kandidát na PBL v dané hodině (označen jako BL_height_bestIDX) byl stanoven dle nejvyššího indexu kvality za hodinu (suma hodnot indexů za 1 hodinu). Takto upravené výšky PBL změřené ceilometry byly dále porovnávány s výškami PBL vypočítanými modelem ALADIN byly u vybraných lokalit porovnávány jak se všemi 3 kandidáty na výšku PBL naměřenými ceilometrem zvlášť (BL1_height - BL3_height), tak se zmíněnou vypočítanou proměnnou BL_height_bestIDX, a to na několika stanicích ve vybraných obdobích častých smogových situací (leden až únor 2017, a dalších epizod). Výsledky ukázaly, že výška PBL vypočítaná modelem ALADIN je ve srovnání s jejími různými kandidáty udávanými ceilometry nadhodnocena a to o stovky a v odlehlých hodnotách až o tisíce metrů. Validace a optimalizace modelového výpočtu tohoto parametru je důležitá s ohledem na zpřesňování modelování kvality ovzduší v rámci PBL.

Název v anglickém jazyce

Comparison of PBL heights measured by distant methods and calculated by the ALADIN model

Popis výsledku anglicky

Between 2015 and 2018, the CHMI network of ceilometers at all meteorological stations and professional station network observatories (OPSS) and at 2 automatic air pollution monitoring stations (AIM) was renewed and supplemented. The current situation in the Czech Republic is 36 ceilometers from Vaisala (20 type CL31 with a range of 7.6 km, 16 type CL51 with a range of up to 15 km) owned by CHMI and 2 ceilometers (type Vaisala CL51) owned by the Institute of Atmospheric Physics AS CR. As part of CHMI's participation in the international project EUMETNET E-PROFILE, CHMI lease data from 25 ceilometers to European networks of automatic lidars and ceilometers (ALC) focusing on monitoring vertical wind profiles, cloud height and boundary layer height (PBL), as well as occurrence and movement air aerosol in vertical profile, including focus on volcanic dust. Vaisala ceilometries are able to measure the state of the cloud (taking values ​​0 to 4) and the height of up to 3 cloud levels (cloud_1, cloud_2, cloud_3). In addition, they can determine up to 3 PBL candidates (BL1_height, BL2_height, BL3_height) with different quality indices (taking values ​​1 to 3) determined according to the significance of the decrease in backscattered light intensity in the reflectance profiles ("gradient local minimum"). The best candidate for PBL height has an index value of 3. However, it may not always be present in a given data sample or, on the contrary, it may be marked for several layers of PBL candidates given by a ceilometer. The frequency of ceilometer measurements is 15 seconds. The hourly values ​​of cloud conditions, cloud heights and PBL levels were calculated as an arithmetic mean between 0:00 and 23:00 for further use (the hour number indicates the beginning of the averaging). The best measured candidate for PBL in a given hour (marked as BL_height_bestIDX) was determined by the highest quality index per hour (sum of index values ​​for 1 hour). The adjusted PBL heights of the measured ceilometry were further compared with the PBL heights calculated by the ALADIN model. parts of smog situations (January to February 2017, and other episodes). The results showed that the height of PBL calculated by the ALADIN model is overestimated in comparison with its various candidates given ceilometry by hundreds and in remote values ​​by thousands of meters. Validation and optimization of the model calculation of this parameter is important with regard to the refinement of air quality modeling within the PBL.

Druh

D - Stať ve sborníku

CEP obor

—

OECD FORD obor

10509 - Meteorology and atmospheric sciences

Projekt

—

Návaznosti

I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Rok uplatnění

2021

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Název statě ve sborníku

Výroční konference České meteorologické společnosti 2020, Sborník abstraktů

ISBN

978-80-7653-004-1

ISSN

—

e-ISSN

—

Počet stran výsledku

1

Strana od-do

16

Název nakladatele

Český hydrometeorologický ústav

Místo vydání

Praha

Místo konání akce

Louny

Datum konání akce

21. 9. 2021

Typ akce podle státní příslušnosti

CST - Celostátní akce

Kód UT WoS článku

—