Microsoft PowerPoint - poletna-sola_klima.ppt

Transkripcija

1 Analiza podatkov za potrebe proučevanja podnebja Predavanje na Poletni meteorološki šoli za ljubitelje spremljanja in opazovanja vremena Gregor Vertačnik Ljubljana, 12. junij

2 Kazalo Metapodatki Razvoj glavne meteorološke postaje Ljubljana Homogenizacija COST ES0601 HOME Homogeniziran temperaturni niz za Ljubljano Homogeniziran niz višine snega na Kredarici Projekt Podnebna spremenljivost Slovenije Podnebje v sliki in besedi 2

3 Metapodatki podatki o podatkih v klimatologiji kje, s čim in kako so bili izmerjeni podatki: lokacija postaje postajni inštrumenti način merjenja in opazovanja zelo pomembni pri časovni in prostorski primerjavi podatkov Meteorološka postaja Ljubljana Bežigrad z okolico leta 1950 Lokacije padavinske postaje Šentjošt nad Horjulom 3

4 Skica padavinske postaje Sv. Ana (Ljubelj) iz leta 1901 Nekaj metapodatkov za padavinsko postajo Šentjošt nad Horjulom 4

5 Razvoj glavne meteorološke postaje Ljubljana postaja s polnim naborom meteoroloških meritev začetek ohranjenih meritev lokacije meritev: Brzojavni urad na železniški postaji ( ) Prečna ulica ( ) Realka na Vegovi ulici ( ) Geografski inštitut v Deželnem dvorcu ( ) Bežigrad, Celjska ulica 1 (1948- danes) pogosto menjavanje tipov inštrumentov, neposredne okolice postaje, opazovalcev metapodatki ključni pri interpretaciji izmerkov! Različni tipi dežemerov na današnji postaji Deželni dvorec oziroma sedež današnje Univerze v Ljubljani 5

6 Lokacije glavne meteorološke postaje v Ljubljani

7 Homogenizacija postopek, s katerim delno ali v celoti odpravimo umetne vplive iz časovnih nizov umetni vplivi : prestavitev postaje menjava inštrumentov, zaklona, opazovalcev način, termin meritev in opazovanj urbanizacija (odvisno od namena analize) cilj: časovni niz, ki v največji meri odgovarja tistemu, ki bi bil izmerjen z enakimi inštrumenti, istim opazovalcem, na isti lokaciji Dva klasična tipa vremenskih hišic: Stevenson (levo) in Montsouris (desno). Vir: Vpliv zaklona za senčenje termometra je lahko zelo velik. Avtor: Iztok Sinjur 7

8 dandanes sestavni del analize podatkov v klimatologiji nerešen oziroma zelo težek problem ostaja homogenizacija dnevnih in urnih vrednosti (vremensko odvisni popravki) pester izbor metod, težnja po enotnem pristopu COST HOME Primer izrazite odvisnosti korekcije od temperature (metoda HOM). Vir: Della- Marta in Wanner, Journal of Climate, 19 (2006),

9 Tpovp Tmax Tmin razlika ( C) Povprečna dnevna in ekstremni temperaturi sta močno odvisni tudi od mikrolokacije postaje: razlika med Brnikom in Ljubljano leto 70 Godnje Bilje št. dni z nevihto Menjava opazovalca je lahko vzrok za velik skok v nizu opazovanih pojavov leto 9

10 COST ES HOME Advances in Homogenisation Methods of Climate Series: an Integrated Approach (Napredki v homogenizacijskih metodah za podnebne nize: enoten pristop) maj 2007-maj evropskih držav (tudi Slovenija) glavni cilj: razvoj enotne homogenizacijske metode pet delovnih skupin (popis metod in priprava testnih nizov, detekcija in korekcija, dnevni podatki, predstavitev rezultatov) testiranje in analiza homogenizacijskih metod na testnih nizih (končni rok september 2010) Sestanek delovnih skupin 2-4, Majorka, januar Vir: 10

11 [ 0.3 C, 0.3 C] or C 1 C pomanjkanje primerjalnih postaj slabi rezultati velik vpliv kontrolorja Primer analize homogenizacije temperaturnih nizov v okviru projekta COST HOME: icraddock. Primerjava odstopanja letnih povprečij: levo originalni nehomogeni nizi, na sredi in na desni rezultat homogenizacije. 11

12 Težave pri homogenizaciji originalni nehomogeni nizi Nenavadno velika razlika med postajama Admont in Seckau? homogenizirani nizi razlika ( C) Niz letne razlike (z 11-letnim drsečim povprečjem), temp, sur, mreža 9, Admont-Seckau orig hom leto 12

13 Eden od kazalcev uspešnosti zaznavanja nepravilnih, zelo odstopajočih vrednosti. Avtor: J.A. Guijarro 13

14 Homogeniziran temperaturni niz za Ljubljano primerjava dveh homogeniziranih nizov z originalnimi meritvami pomanjkljivi metapodatki in število okoliških postaj, odsotnost vzporednih meritev znatne razlike v zgodnjem obdobju zadnji dve desetletji zanesljivo najtoplejši v zadnjih 160 letih temperatura ( C) Homogenizirana niza povprečne letne temperature zraka v Ljubljani HISTALP ARSO meritve leto 14

15 Homogeniziran niz višine snega na Kredarici glavna meteorološka postaja na Kredarici (2514 m) neprekinjeno meri od leta 1955 dalje težavne meritve padavin zaradi močnih vetrov, velikega deleža snežnih padavin največja sezonska višina skupnega snega dober kazalec višine padavin v hladnejšem delu leta (meritve vodnatosti snežne odeje) Meteorološka postaja Kredarica leta Vir: arhiv ARSO Koli za merjenje višine snega pod ledenikom. Vir: Klima v Triglavskem narodnem parku,

16 model za homogenizacijo: regresija s pomočjo padavin na bližnjih postajah Trenta, Bohinjska Bistrica in Mojstrana in temperature (Dobrač ali Kredarica) Smax = P * (a1 + a2 * T) rezultat homogenizacije se ujema s časovno spremembo Triglavskega ledenika višina [cm] leto meritve modelski rezultati Ujemanje modela in meritev višina [cm] višina [cm] leto leto Homogeniziran niz najvišje sezonske višine snega na Kredarici 16

17 Projekt Podnebna spremenljivost Slovenije podnebni podatki in analize zaradi vse večjega zanimanja javnosti vse bolj pomembni in iskani številne države zahodne in srednje Evrope (Avstrija, Švica ) so že zaključile s podobnimi projekti glavna cilja projekta PSS: ugotavljanje spremenljivosti podnebnih spremenljivk (zlasti trend ogrevanja) ugotavljanje spremenljivosti ekstremnih vremenskih dogodkov začetek november 2008, konec jeseni 2012 faze: kontrola podatkov (samodejna in ročna) homogenizacijačasovnih nizov, zbiranje metapodatkov analiza časovnih nizov sinteza rezultatov (objava publikacije) večinoma Oddelek za klimatologijo in oddelek za kontrolo, zunanji sodelavci (študenti) 17

18 samodejni izpis sumljivih vrednosti relativni temperaturni popravki, Murska Sobota, Tmin, razširjena kontrola ročna kontrola 10 popravek ( C) datum popravljene vrednosti 18

19 Kontrola sončnega obsevanja: primer nevestnosti opazovalca senzor za difuzno sevanje ves dan popolnoma osončen izmerjeno globalno izmerjeno difuzno avt. popravljeno globalno avt. popravljeno difuzno gostota toka (W/m^2) senzor za difuzno sevanje dopoldne deloma osončen premik obroča zimski čas (konec polurnega intervala) 19

20 Rezultat kontrole dnevne višine padavin Rezultat logične kontrole višine snežne odeje (in padavin) Število popravkov na leto leto 20

21 Podnebje v sliki in besedi podnebna statistika naj bi temeljila na kontroliranih in homogeniziranih podatkih podnebni podatki postajajo vse bolj iskani preglednice, karte, časovni nizi običajno se izračuna mesečna in letna povprečja in število dni z določeno lastnostjo vse bolj in bolj je pomemben izračun podnebne spremenljivosti: periodične in polperiodične spremembe (Sončev cikel, ENSO) trend v večdesetletnem obdobju (svetovno segrevanje) ekstremni vremenski dogodki (povratne dobe) 21

22 Osnovne značilnosti podnebja nekega kraja v obliki preglednice. Vir: 22

23 Primera klasičnega grafičnega prikaza podnebnih razmer v določenem obdobju ( ), vir: 23

24 Pester nabor uporabnikov podnebnih podatkov: gradbeništvo promet turizem energetika turizem kmetijstvo T [ C] TRL datum Povprečno leto Testno referenčno leto za Šmartno pri Slovenj Gradcu Spremljanje stanje vodne zaloge v tleh: Dekadni bilten, Oddelek za agrometeorologijo Cone snežne obtežbe po Evrokodu 24

25 Nihanje svetovne temperature zraka pri tleh zaradi splošnega ogrevanja, notranje nestabilnost podnebnega sistema (ENSO), ognjeniških izbruhov Vir podlage: v/gistemp/paper/gistem p2010_draft0601.pdf 25

26 Najlepša hvala za pozornost! 26

27 Viri in literatura Meteorološki arhiv ARSO M. Dolinar, M. Nadbath, Z. Vičar, G. Vertačnik, B. Pavčič, Spremljanje podnebja v Sloveniji. Zgoščenka Okolje se spreminja, ARSO, Ljubljana, Methods_of_Climate_Series me.pdf J. Hansen, R. Ruedy, M. Sato, K. Lo, Global surface temperature change. Osnutek za objavo v Reviews of Geophysics. 27