Validazione output WRF

[AltoGardameteo]

Spettacolo 

L'unico appunto che mi sento di fare, forse, è che mi sembra leggermente sovrastimata la differenza termica fra centro città e campagna durante le ore diurne; in pieno giorno la differenza è di solito di pochi decimi, anzi non raramente i decimi sono a "favore" delle zone più rurali.

Sulla notte invece, nulla da dire; anzi, noto che il modello vede benissimo che lo scarto maggiore fra urbano e non urbano è nella prima serata, "chicca" davvero niente male 

[ross]

interessante Lorenzo! Dicevi e' un post-processing questo, giusto? Vedo che i campi sono relativamente statici (perlomeno per queste prime uscite) e seguono quelle che immagino siano le condizioni al contorno per il bilancio termico delle superfici e delle strato limite nelle varie zone delle citta'. Calcolate anche avvezioni derivanti dal regime di ventilazione locale? Un esempio che mi e' saltato all'occhio e' la zona del ponte di S. Maria sotto il castello di Rovereto. IN estate durante la sera la brezza di drenaggio dalla Valle di Terragnolo e' un elemento costante li e la temperatura ' sensibilmente diversa da quella del centro storico vicino. 100m di risoluzione dovrebbe essere in grado di catturare il fenomeno? O le approssimazioni del post processing non risolvono questi casi? O forse la risoluzione ad 1km di partenza e' troppo bassa per descrivere fenomeni cosi in post processing...

[lorenzo_TN]

Spettacolo 

L'unico appunto che mi sento di fare, forse, è che mi sembra leggermente sovrastimata la differenza termica fra centro città e campagna durante le ore diurne; in pieno giorno la differenza è di solito di pochi decimi, anzi non raramente i decimi sono a "favore" delle zone più rurali.

Sulla notte invece, nulla da dire; anzi, noto che il modello vede benissimo che lo scarto maggiore fra urbano e non urbano è nella prima serata, "chicca" davvero niente male 

Ciao Teo, in effetti mi sono accorto anch'io di questa cosa, anche secondo me sovrastima un po' le differenze città-campagna durante il giorno. Con le campagne di misura che sono in corso andremo comunque a verificarlo...
Il modello sembra in grado di vedere il riscaldamento più lento della città la mattina, come per la previsione valida per stamattina alle 10 a Rovereto:



ma effettivamente in seguito le differenze aumentano (circa 2°C tra città e campagna).

[lorenzo_TN]

interessante Lorenzo! Dicevi e' un post-processing questo, giusto? Vedo che i campi sono relativamente statici (perlomeno per queste prime uscite) e seguono quelle che immagino siano le condizioni al contorno per il bilancio termico delle superfici e delle strato limite nelle varie zone delle citta'. Calcolate anche avvezioni derivanti dal regime di ventilazione locale? Un esempio che mi e' saltato all'occhio e' la zona del ponte di S. Maria sotto il castello di Rovereto. IN estate durante la sera la brezza di drenaggio dalla Valle di Terragnolo e' un elemento costante li e la temperatura ' sensibilmente diversa da quella del centro storico vicino. 100m di risoluzione dovrebbe essere in grado di catturare il fenomeno? O le approssimazioni del post processing non risolvono questi casi? O forse la risoluzione ad 1km di partenza e' troppo bassa per descrivere fenomeni cosi in post processing...

Ciao Alessio, provo a spiegarti brevemente come funziona.
Durante il dottorato avevo scritto una parametrizzazione di scambi di calore tra superfici urbane e atmosfera, che considera la particolare geometria delle città, in particolare la forma a "canyon urbano" delle strade e la conseguente penetrazione dei raggi solari in dipendenza della geometria stessa e l'intrappolamento della radiazione all'interno delle strade.
Al momento questa parametrizzazione prende come condizioni meteorologiche al contorno i campi calcolati da WRF (a 1 km di risoluzione) sul suo livello più basso (circa 30 m dal suolo). La parametrizzazione urbana, che lavora offline, e quindi non dà un feedback a WRF, esegue un downscaling all'interno del tessuto urbano (al momento con una risoluzione di 100 m), essenzialmente risolvendo i bilanci energetici superficiali delle varie superfici e calcolandosi a partire da questi una temperatura media all'inteno della canopy urbana. Quindi il campo termico nelle aree urbane risponde direttamente alla morfologia urbana.
Ad esempio di notte generalmente le temperature più elevate si hanno dove la morfologia urbana è più compatta, mentre avviene il contrario di giorno, a causa della minor penetrazione dei raggi solari nelle vie strette.





Questo approccio ha naturalmente delle limitazioni rispetto a delle simulazioni complete a 100 m di risoluzione, ma è molto più economico dal punto di vista computazionale. La parametrizzazione impiega circa 5 minuti per calcolare il campo termico a Trento e Rovereto per le 48 ore successive. Sarebbe invece naturalmente non proponibile effettuare previsioni a 100 m di risoluzione con WRF.  Il limite maggiore è probabilmente dato dal fatto che se WRF non simula correttamente dei fenomeni molto locali (come una brezza che scende da una valletta), la parametrizzazione urbana non può considerarla.
Comunque abbiamo messo un termoigrometro anche nel castello, vediamo cosa ci dirà! 

[ross]

interessante Lorenzo! Dicevi e' un post-processing questo, giusto? Vedo che i campi sono relativamente statici (perlomeno per queste prime uscite) e seguono quelle che immagino siano le condizioni al contorno per il bilancio termico delle superfici e delle strato limite nelle varie zone delle citta'. Calcolate anche avvezioni derivanti dal regime di ventilazione locale? Un esempio che mi e' saltato all'occhio e' la zona del ponte di S. Maria sotto il castello di Rovereto. IN estate durante la sera la brezza di drenaggio dalla Valle di Terragnolo e' un elemento costante li e la temperatura ' sensibilmente diversa da quella del centro storico vicino. 100m di risoluzione dovrebbe essere in grado di catturare il fenomeno? O le approssimazioni del post processing non risolvono questi casi? O forse la risoluzione ad 1km di partenza e' troppo bassa per descrivere fenomeni cosi in post processing...

Ciao Alessio, provo a spiegarti brevemente come funziona.
Durante il dottorato avevo scritto una parametrizzazione di scambi di calore tra superfici urbane e atmosfera, che considera la particolare geometria delle città, in particolare la forma a "canyon urbano" delle strade e la conseguente penetrazione dei raggi solari in dipendenza della geometria stessa e l'intrappolamento della radiazione all'interno delle strade.
Al momento questa parametrizzazione prende come condizioni meteorologiche al contorno i campi calcolati da WRF (a 1 km di risoluzione) sul suo livello più basso (circa 30 m dal suolo). La parametrizzazione urbana, che lavora offline, e quindi non dà un feedback a WRF, esegue un downscaling all'interno del tessuto urbano (al momento con una risoluzione di 100 m), essenzialmente risolvendo i bilanci energetici superficiali delle varie superfici e calcolandosi a partire da questi una temperatura media all'inteno della canopy urbana. Quindi il campo termico nelle aree urbane risponde direttamente alla morfologia urbana.
Ad esempio di notte generalmente le temperature più elevate si hanno dove la morfologia urbana è più compatta, mentre avviene il contrario di giorno, a causa della minor penetrazione dei raggi solari nelle vie strette.





Questo approccio ha naturalmente delle limitazioni rispetto a delle simulazioni complete a 100 m di risoluzione, ma è molto più economico dal punto di vista computazionale. La parametrizzazione impiega circa 5 minuti per calcolare il campo termico a Trento e Rovereto per le 48 ore successive. Sarebbe invece naturalmente non proponibile effettuare previsioni a 100 m di risoluzione con WRF.  Il limite maggiore è probabilmente dato dal fatto che se WRF non simula correttamente dei fenomeni molto locali (come una brezza che scende da una valletta), la parametrizzazione urbana non può considerarla.
Comunque abbiamo messo un termoigrometro anche nel castello, vediamo cosa ci dirà! 

grazie, immaginavo che funzionasse piu' o meno cosi'. In effetti si vede bene il mapping 1:1 tra il campo termico ed il tessuto urbano.
Chiaro, non c'e' feedback verso WRF ma da WRF il campo di vento entra nella parametrizzazione immagino, per lo meno per il calcolo della diffusione turbolenta? E la componente avvettiva ad esempio delle brezze vallive piu' ampie tipo lungo l'adige?

Scusa, un'altra domanda: su trento mi sembra di vedere il riscaldamento mattutino sul versante che guarda ad E. E' l'effetto di WRF che parametrizza gli effetti topografici nei flussi radiativi ad 1km? O mi inganno io? 

[lorenzo_TN]

interessante Lorenzo! Dicevi e' un post-processing questo, giusto? Vedo che i campi sono relativamente statici (perlomeno per queste prime uscite) e seguono quelle che immagino siano le condizioni al contorno per il bilancio termico delle superfici e delle strato limite nelle varie zone delle citta'. Calcolate anche avvezioni derivanti dal regime di ventilazione locale? Un esempio che mi e' saltato all'occhio e' la zona del ponte di S. Maria sotto il castello di Rovereto. IN estate durante la sera la brezza di drenaggio dalla Valle di Terragnolo e' un elemento costante li e la temperatura ' sensibilmente diversa da quella del centro storico vicino. 100m di risoluzione dovrebbe essere in grado di catturare il fenomeno? O le approssimazioni del post processing non risolvono questi casi? O forse la risoluzione ad 1km di partenza e' troppo bassa per descrivere fenomeni cosi in post processing...

Ciao Alessio, provo a spiegarti brevemente come funziona.
Durante il dottorato avevo scritto una parametrizzazione di scambi di calore tra superfici urbane e atmosfera, che considera la particolare geometria delle città, in particolare la forma a "canyon urbano" delle strade e la conseguente penetrazione dei raggi solari in dipendenza della geometria stessa e l'intrappolamento della radiazione all'interno delle strade.
Al momento questa parametrizzazione prende come condizioni meteorologiche al contorno i campi calcolati da WRF (a 1 km di risoluzione) sul suo livello più basso (circa 30 m dal suolo). La parametrizzazione urbana, che lavora offline, e quindi non dà un feedback a WRF, esegue un downscaling all'interno del tessuto urbano (al momento con una risoluzione di 100 m), essenzialmente risolvendo i bilanci energetici superficiali delle varie superfici e calcolandosi a partire da questi una temperatura media all'inteno della canopy urbana. Quindi il campo termico nelle aree urbane risponde direttamente alla morfologia urbana.
Ad esempio di notte generalmente le temperature più elevate si hanno dove la morfologia urbana è più compatta, mentre avviene il contrario di giorno, a causa della minor penetrazione dei raggi solari nelle vie strette.





Questo approccio ha naturalmente delle limitazioni rispetto a delle simulazioni complete a 100 m di risoluzione, ma è molto più economico dal punto di vista computazionale. La parametrizzazione impiega circa 5 minuti per calcolare il campo termico a Trento e Rovereto per le 48 ore successive. Sarebbe invece naturalmente non proponibile effettuare previsioni a 100 m di risoluzione con WRF.  Il limite maggiore è probabilmente dato dal fatto che se WRF non simula correttamente dei fenomeni molto locali (come una brezza che scende da una valletta), la parametrizzazione urbana non può considerarla.
Comunque abbiamo messo un termoigrometro anche nel castello, vediamo cosa ci dirà! 

grazie, immaginavo che funzionasse piu' o meno cosi'. In effetti si vede bene il mapping 1:1 tra il campo termico ed il tessuto urbano.
Chiaro, non c'e' feedback verso WRF ma da WRF il campo di vento entra nella parametrizzazione immagino, per lo meno per il calcolo della diffusione turbolenta? E la componente avvettiva ad esempio delle brezze vallive piu' ampie tipo lungo l'adige?

Scusa, un'altra domanda: su trento mi sembra di vedere il riscaldamento mattutino sul versante che guarda ad E. E' l'effetto di WRF che parametrizza gli effetti topografici nei flussi radiativi ad 1km? O mi inganno io? 

Sì, il campo termico risente delle brezze esplicitamente risolte da WRF (come il sistema di brezza della val d'Adige). Inoltre il campo di vento in input viene utilizzato all'interno della parametrizzazione degli scambi di calore tra superfici e atmosfera.
Vedi bene, WRF risolve bene il differente riscaldamento dei versanti della valle, e questo si nota chiaramente nel campo termico in output dalla parametrizzazione.

[yakopuz]

Tieni conto anche del maggiore grado di verde nella zona di campagna? Anche della diversa umidità del suolo? Davvero molto bello sembra fantascienza rispetto a quello che sembrava possibile 10 anni fa ...

[yakopuz]

Vedo anche in collina dove si mescola quota e uso urbano a Villazzano Povo risulati molto verosimili, specilamente la mattina, con ad esempio il parco Villa Mersi piu freddo del cento paese, la mi stazione nella zona piu calda, circa 1 grado in meno nella piana villazzano povo rispetto al pendio sottostante.
A mio avviso le differenze reali in prima mattina potrebbero essere ancora piu marcate, mente forse esalta un po troppo gli effetti delle case sulle massime ...

[lorenzo_TN]

Tieni conto anche del maggiore grado di verde nella zona di campagna? Anche della diversa umidità del suolo? Davvero molto bello sembra fantascienza rispetto a quello che sembrava possibile 10 anni fa ...

Ciao Giacomo! Ogni cella del modello viene divisa in una frazione "urbana" e in una frazione "naturale". La diversa umidità del suolo viene tenuta in considerazione implicitamente, poichè nelle superfici urbanizzate (ad esempio asfalto) l'umidità viene prescritta pari a 0.