Concluzii
-
Upload
radu-george -
Category
Documents
-
view
214 -
download
0
description
Transcript of Concluzii
Concluzii
CONCLUZII
Lucrarea prezintă o abordare modernă a problematicii proceselor ciclogenetice, cu scopul
recunoaşterii mecanismelor şi modelelor conceptuale de ciclogeneză din zona geografică a
României (prin studii de climatologie sinoptică şi regională) şi apoi aplicarea acestora
pentru explicarea unor cazuri de vreme severă, determinată de activitatea ciclonică.
Tema lucrării a fost aleasă pentru a contribui la îmbunătăţirea activităţii de prognoză operativă
a vremii, domeniu în care am o experienţă de peste douăzeci de ani. De aceea, cercetările au
fost efectuate utilizând, în principal, modelele numerice deterministe de prognoză folosite în
mod operativ în cadrul Administraţiei Naţionale de Meteorologie, respectiv modelul global
IFS/ECMWF, recunoscut ca fiind cel mai performant model european pentru prognozele de
scurtă şi medie durată şi modelul de arie limitată ALADIN, dezvoltat în cadrul unei colaborări
internaţionale la care participă şi România. În plus, au fost folosite produsele de imagerie
satelitară de ultimă generaţie provenind de la EUMETSAT, care, de asemenea, sunt
disponibile în timp real pentru activitatea de prognoză.
Lucrarea a fost concepută în două părţi, prima fiind în mod esenţial teoretică, iar cea de a
doua prezentând etapele activităţii de cercetare şi rezultatele originale obţinute.
În prima parte, a fost tratată problematica proceselor ciclogenetice, în maniera clasică,
utilizând aproximaţia cvasi-geostrofică, apoi în maniera modernă care utilizează vorticitatea
potenţială şi imaginile satelitare în banda spectrală de absorbţie a vaporilor de apă în
recunoaşterea şi explicarea ciclogenezei. Această ultimă metodă este prezentată pe larg şi apoi
folosită în partea a doua a lucrării, deoarece este mai uşor de utilizat în activitatea de prognoză
operativă a vremii.
Rezultatele activităţii de cercetare si contributiile originale prezentate in lucrare
1. A fost realizat un studiu al variabilităţii activităţii ciclonice în zona României, în
conexiune cu Indicele Oscilaţiei Nord-Atlantice (NAOI), ca indicator al circulaţiei la scară
mare (Capitolul 5). Elementele de originalitate ale acestui studiu sunt:
• alegerea unui domeniu reprezentativ pentru activitatea ciclonică din zona geografică
a României, pentru care
a) a fost efectuată analiza variabilităţii câmpurilor de presiune la nivelul mării (SLP) şi
a celui de geopotenţial la nivelul de 500 hPa (G500) , folosind deviaţia standard cu o filtrare
201
Concluzii
în banda 2,5-6 zile, pe intervale determinate de variaţia Indicelui Oscilatiei Nord Atlantice
(NAOI);
b) a fost calculată frecvenţa de apariţie a ciclonilor în domeniul ales, folosind o
metodă subiectivă de selectare a ciclonilor;
c) a fost stabilită corelaţia între faza NAOI şi frecvenţa de apariţie a ciclonilor, pentru
intervalul 1996-2005.
• analiza corelaţiei la scara Euro-Atlantică dintre componenta principală (PC1)
asociată primului EOF al deviaţiei standard a G500 şi deviaţia standard a SLP,
pentru perioada 1948-2005 şi interpretarea în funcţie de faza NAOI.
A fost astfel stabilită o corelaţie pozitivă între variabilitatea la G500 şi NAOI, exprimată
printr-o tendinţă pozitivă a variabilităţii de frecvenţă înaltă, începând cu anii 1970, ceea ce
înseamnă o creştere a numărului de talveguri de undă scurtă sau de nuclei mobili în troposfera
mijlocie.
Considerând şi calculul frecvenţei de apariţie a ciclonilor, au fost obţinute următoarele
rezultate originale:
a) În intervalele în care NAOI a fost pozitiv, a existat o frecvenţă crescută a
talvegurilor de undă scurtă în troposfera mijlocie, dar un număr redus de cicloni în domeniul
de studiu la nivelul solului (având însă aport energetic dinspre troposfera mijlocie şi deci
dezvoltare cel puţin până la nivelul de 500 hPa).
b) În intervalele în care NAOI a fost semnificativ negativ, a existat o frecvenţă scăzută
de talveguri în troposfera mijlocie, dar un număr relativ mare de cicloni în domeniu, la nivelul
solului. Deci, NAOI negativ favorizează ciclogeneza puţin adâncă.
Rezultatul cel mai important îl constituie corelaţia evidenţiată între perioada cu activitate
ciclonică maximă în ţara noastră (2001-2005) şi valori ale NAOI apropiate de zero, subliniind
legătura existentă între activitatea ciclonică regională şi procese la scară mare (adică, atunci
când Oscilaţia Nord- Atlantică are perioade de manifestare minimă, activitatea ciclonică se
manifestă îndeosebi în partea de est a Europei).
2. A fost analizată activitatea ciclonică din domeniul reprezentativ, în corelaţie cu
tipurile de circulaţie a aerului, pentru sezonul rece (noiembrie-martie), într-un studiu pe
care l-am realizat în cadrul Acţiunii europene COST 733, “Harmonisation and Applications of
Weather Types Classifications for European Regions” (Georgescu şi Ştefan, in print).
202
Concluzii
A fost evidenţiată corelaţia pozitivă între frecvenţa de apariţie a ciclonilor şi tipurile de
circulaţie cu componentă estică la sol. Acest important rezultat original poate fi corelat atât cu
influenţa Mării Negre prin forcingul indus în lunile reci ale anului, cât şi cu frecvenţa mare,
recunoscută, a tipurilor de circulaţii de blocaj deasupra Europei de Nord, în aceste luni.
3. A fost analizată activitatea ciclonică din anul 2005, un an de excepţie din punct de
vedere al precipitaţiilor, cu debite istorice ale râurilor şi inundaţii în mai mult de jumătate din
lunile anului (Popa et al., 2005a şi 2005b) , în corelaţie cu tipurile de circulaţie a aerului,
conform clasificării lui N. Topor şi C. Stoica.
A fost demonstrată corelaţia pozitivă între frecvenţa ridicată de apariţie a tipurilor polare de
circulaţie şi numărul mare de cicloni cu dezvoltare verticală, în perioade cu precipitaţii
abundente şi inundaţii în ţara noastră (Capitolul 5).
4. A fost realizată o climatologie a evenimentelor de vreme severă în România (în care
au fost precipitaţii abundente) determinate de activitatea ciclonică, pentru intervalul
1961-1990.
A fost utilizată o metodă originală de selecţie obiectivă a cazurilor, folosind baza de date
ERA40 şi impunând praguri pentru cantităţile de precipitaţii şi pentru valoarea presiunii la
nivelul solului (Capitolul 6).
5. Evenimentele selectate au fost analizate prin metode obiective si subiective, rezultatul
cel mai important find acela că, în toate situaţiile, a existat un talveg de altitudine,
sugerând importanţa dinamicii din troposfera mijlocie şi înaltă în producerea
precipitaţiilor importante cantitativ.
6. A fost obţinută o clasificare a ciclonilor (şi a episoadelor de vreme severă), în funcţie
de mecanismul şi modelul conceptual ciclogenetic, printr-o metodă originală, în
următorii paşi (Capitolul 6):
-a fost efectuată o diagnoză de altitudine (care a urmărit prezenţa anomaliilor pozitive
de vorticitate potenţială în straturile înalte şi joase şi poziţia lor relativă), printr-o metodă
obiectivă;
-a fost efectuată o diagnoză obiectivă a câmpurilor în planul latitudine-longitudine, cu
considerarea evoluţiei în timp a evenimentelor analizate. Astfel, la nivelele de 925 hPa şi
203
Concluzii
300 hPa a fost efectuată analiza câmpurilor de vorticitate potenţială pentru ziua de referinţă,
pentru cele două zile premergătoare şi pentru cele două zile următoare evenimentului.
-recunoaşterea mecanismului şi a modelului conceptual de ciclogeneză care
sintetizează cel mai bine procesele dinamice din troposfera joasă şi cea înaltă, precum şi
corelaţia dintre acestea, s-a realizat prin analiza combinată, obiectivă şi subiectivă a celor 49
de cazuri. Rezultate:
• Modelul conceptual de ciclogeneză cu precursor de altitudine (explicat în Capitolul 4)
a fost recunoscut în 27 de cazuri ( 53% din totalul cazurilor).
• Modelul conceptual de ciclogeneză în talveg de altitudine (de asemena explicat în
Capitolul 4) a fost recunoscut în 16 cazuri (35% din total).
• Modelul conceptual de ciclogeneză în straturile joase, deasupra unei suprafeţe
maritime (ulterior cu susţinere de altitudine) a fost găsit în trei situaţii (6% din total).
• Modelul conceptual al ciclonului retrograd, a fost recunoscut în două situaţii (4% din
total).
• Modelul conceptual al nucleului de altitudine (ciclogeneza în straturile înalte, fără
corespondent la sol), într-un caz (2% din total).
Studiul a demonstrat importanţa forcingului dinspre straturile înalte în apariţia ciclogenezei
generatoare de evenimente meteorologice extreme.
7. Au fost realizate trei studii de caz, pentru evenimente extreme, cu evidenţierea
modelului conceptual de ciclogeneză şi a particularităţilor impuse de poziţionarea
geografică a României. Astfel:
-a fost analizată o situaţie de ciclogeneză în straturile superioare, urmată de generarea
unui structuri de cut-off (episodul 26-30 iulie 2004, în care au fost inundaţii urmate de victime
şi pagube materiale). A fost aplicat modelul conceptual de ciclogeneză cu precursor de
altitudine, adaptat pentru un proces a cărui evoluţie a avut loc în troposfera mijlocie şi
superioară, lipsa baroclinicităţii în straturile joase împiedicând declanşarea ciclogenezei la sol
(Popa şi Dima, 2004a);
-a fost analizat un caz de viscol puternic (1-4 ianuarie 2008), cu evidenţierea
proceselor ciclogenetice care au fost explicate prin utilizarea modelului de ciclogeneză în
talveg de altitudine (Georgescu et al, 2009). Pentru acest caz, au fost efectuate experimente
pe modele numerice pentru a evidenţia importanţa rezoluţiei, a pachetului de parametrizări
fizice şi a intervalului de anticipaţie în prognoza precipitaţiilor. S-a demonstrat că:
204
Concluzii
• pentru modelarea fenomenelor mezoscalare de iarnă, un pachet adecvat de
parametrizări fizice este mai important decât creşterea rezoluţiei;
• ansamblul de prognoze reuşeşte, pentru acest caz, să aducă o îmbunătăţire în intervalul
de predictabilitate redusă, pentru anticipaţiile situate între 5 şi 8 zile.
-în final a fost analizată formarea şi evoluţia deasupra Mării Negre a unui ciclon
mezoscalar cu caracteristici tropicale (în cazul din intervalul 11-15 septembrie 2003). A fost
demonstrată importanţa proceselor umede în cazul reactivării ciclogenezei deasupra mării,
printr-un experiment original folosind modelul de arie limitată ALADIN, care a fost rulat pe
un domeniu cuprinzând intreaga suprafaţă a Mării Negre, cu eliminarea părţii umede a
parametrizărilor fizice (Popa şi Dima, 2004b, Popa et al., 2003, 2004).
Rezultatele obţinute în partea experimentală a lucrării demonstrează utilitatea tehnicilor de
analiză a proceselor ciclogenetice folosind vorticitatea potenţială.
Continuarea cercetărilor efectuate pentru realizarea acestei teze vor fi în direcţia
fundamentării unei proceduri operative de prognozare a proceselor ciclogenetice, prin
metode obiective şi subiective, care să implice utilizarea tuturor materialelor (date de
observaţie, modele numerice, imagini şi produse satelitare) disponibile în cadrul
Administraţiei Naţionale de Meteorologie, în scopul îmbunătăţirii prognozei, în special
în cazul evenimentelor meteorologice severe.
205