Upload
others
View
0
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Műholdas és modell által
szimulált globális ózon
idősorok korrelációs
tulajdonságai
Homonnai Viktória II. éves PhD hallgató
Témavezető: Dr. Jánosi Imre
ELTE TTK, Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék
Bevezetés
Korábbi vizsgálat: spektrálanalízis és DFA 1978-1993 között mért TOMS teljes ózonmennyiség (TO) adatokon (Nimbus-7 műhold) Jelenlegi vizsgálat: spektrálanalízis és DFA a NIWA TO adatbázis hosszabb (1978-2011) idősorán NIWA: globális, napi, műholdas adatok térbeli és időbeli interpolációval (vs. TOMS); eltolódások földfelszíni mérésekkel korrigálva
Módszerek I. Spektrálanalízis
féléves
éves QBO
Spektrális súly meghatározása:
Kvázi-kétéves oszcilláció (QBO: Quasi-biennial oscillation)
kváziperiodikus oszcilláció a
sztratoszférikus zonális szélben
az Egyenlítő fölött
átlagos periódus: 28-29 hónap
vörös: nyugati szelek
kék: keleti szelek
http
://ug
am
p.n
erc
.ac.u
k/h
ot/a
jh/q
bo
an
im.m
ovie
Baldwin, M. P., et al. (2001),
The quasi-biennial oscillation,
Rev. Geophys., 39(2), 179–229
Módszerek II. Detrendált fluktuáció analízis (DFA)
integrált idősor: y(k)
lokális trend: yn(k)
átlagos fluktucáió:
lineáris illesztés meredeksége dupla
logaritmikus skálán skála
exponens: α
α >0.5 hosszútávú korreláció
ugyanaz az információ mint az
autokorrelációs függvényben és
Fourier spektrumban
előnye: jól kezeli a nemstacionáritást
A két műholdas idősor összehasonlítása
Spektrálanalízis
TOMS Nimbus-7 NIWA
QBO csúcs
éves csúcs
féléves csúcs
A két műholdas idősor összehasonlítása
Detrendált fluktuáció analízis
NIWA
TOMS Nimbus-7
Modell adatok
LMDz-REPROBUS kémiai klímamodell (CCM)
Térbeli felbontás: szélességi körök mentén 2.5°, hosszúsági
körök mentén 3.75°, 31 vertikális szint (nyomási koordináták)
Időbeli felbontás: havi átlagértékek 1960 és 2006 között
mértékegység: térfogati keverési arány (vmr)
teljes ózonmennyiség (TCO) számítása keverési arányból:
Havi vs. napi adatok
Fourier-spektrum: napi adatokban magasabb frekvenciák → normálás!
féléves
éves
QBO
Havi vs. napi adatok
DFA: eltérés a különböző ablakméret miatt (x-tengely) és a különböző
átlagos fluktuációk miatt (y-tengely), de eltolás után ugyanaz
A műholdas és a modell adatok
összehasonlítása
Spektrálanalízis
A féléves csúcs spektrális súlya
A modellben:
Eltolt és erősebb csúcs az Indiai-óceán felett
Erős csúcs a Tibeti-fennsíkon
NIWA havi CCM
A műholdas és a modell adatok
összehasonlítása
Spektrálanalízis
Az éves csúcs spektrális súlya
Egyenlítői térségben különbségek
NIWA havi CCM
A műholdas és a modell adatok
összehasonlítása
Spektrálanalízis
A QBO csúcs spektrális
súlya
Nincs QBO csúcs a
modellben
NIWA havi
CCM
Kvázi-kétéves oszcilláció
Nagy kihívás szükségesek: nagy térbeli felbontás, trópusi konvekció, gravitációs hullámok hatása
Baldwin, M. P., et al. (2001),
The quasi-biennial oscillation,
Rev. Geophys., 39(2), 179–229
QBO a kémiai klímamodellekben
Spontán generált QBO
QBO nudging
SPARC Report on the Evaluation of Chemistry Climate Models, June 2010
A műholdas és a modell adatok
összehasonlítása
Detrendált fluktuáció analízis
1 rácspont
Trópusi terület ↔ trópusokon kívüli terület
trópus
CCM
NIWA havi
NIWA napi
magasabb
szélesség
CCM
NIWA havi
NIWA napi
A műholdas és a modell adatok
összehasonlítása
Detrendált fluktuáció analízis
Az α exponens értékek globális térképe
jó egyezés
NIWA havi CCM
Összefoglalás
Összehasonlítások: két műholdas adatbázis
műholdas vs. modell outputok
QBO: nem könnyű feladat beépíteni egy klímamodellbe
A modellben az éves spektális csúcs erősebb az Egyenlítő fölött
DFA jó egyezés a megfigyelésekkel
DFA alkalmas lehet a nemlinearitás vizsgálatára következő
lépés a validációban
Szakmai tevékenység
Szakmai folyóiratban megjelent referált cikk:
I. M. Jánosi, P. Kiss, V. Homonnai, M. Pattantyús-Ábrahám, B. Gyüre, and T. Tél: Dynamics of passive tracers in the
atmosphere: laboratory experiments and numerical tests with reanalysis wind fields. Physical Review E, 82, 046308
(2010).
Nemzetközi konferenciákon elhangzott előadások:
V. Homonnai, I. M. Jánosi: Preliminary results on the correlation analysis of empirical and CCMVal-2 data
RECONCILE progress and open science meeting, 2012. május 2-4. Potsdam, Németország
V. Homonnai, I. M. Jánosi: Correlation properties of global empirical and CCMVal-2 ozone time series. T4
conference, 2012. május 24-25. Budapest
V. Homonnai, I. M. Jánosi: Correlation properties of global satellite and model ozone time series. 2nd International
Workshop Nonlinear processes in oceanic and atmospheric flows, 2012. július 3.-6. Madrid, Spanyolország
(előadásra elfogadva)
Konferencia részvétel:
Bert Bolin Centre’s Summer school on Arctic Climate. 2011. augusztus 1.-13. Abisko, Svédország
International Workshop on Complex Systems in Chemistry, Physics and Biology. 2011. november 2.-3. Budapest
PlaSim School. 2012. április 17.-19. Hamburg, Németország