Original title: Širokospektrálna radiačná schéma plne interagujúca s oblačnosťou
Translated title: Broadband radiation scheme fully interacting with clouds
Authors: Mašek, Ján ; Brožková, Radmila (advisor) ; Bednář, Jan (referee) ; Kubátová, Brankica (referee)
Document type: Doctoral theses
Year: 2017
Language: eng
Abstract: [eng] [cze]
The parameterization of radiative transfer is a part of numerical weather prediction and general circulation models that is both essential and computationally very expensive, and is therefore subject to never­ending compromises between accuracy and computational cost. The present thesis offers an improvement to the existing broadband radiation scheme by revising its critical components - gaseous transmissions, cloud optical properties, and calculation of internal longwave exchanges. The accuracy of the full­spectrum broadband approach is thus raised to the level required for the short range numerical weather forecast. The intermittent update of broadband gaseous transmissions is introduced as a new component, reducing computational cost while preserving the full cloud­radiation interaction. The scalability of longwave computations is ensured by adopting the net exchanged rate decomposition with bracketing, improved by an intermittently applied self­learning algorithm determining the interpolation weights. It has been demonstrated that under conditions of operational weather forecasting, this developed scheme is fully competitive with the mainstream approach, due to the improved error balance between the... Parametrizácia radiačného prenosu je kľúčovou a zároveň výpočtovo vysoko náročnou súčasťou predpovedných modelov počasia a modelov všeobecnej cirkulácie. Z tohto dôvodu je predmetom nikdy nekončiacich kompromisov medzi cenou a presnosťou výpočtov. Predkladaná práca vylepšuje existujúcu širokopásmovú radiačnú schému revidovaním jej kritických častí - plynových transmisií, optických vlastností oblačnosti a interných dlhovlnných výmen. Presnosť širokopásmového prístupu aplikovaného na celé spektrum je zvýšená na úroveň potrebnú pre krátkodobú predpoveď počasia. Ako nový prvok je zavedená prerušovaná aktualizácia širokopásmových plynových transmisií, znižujúca cenu výpočtov pri zachovaní plnej interakcie medzi oblačnosťou a žiarením. Škálovateľnosť dlhovlnných výpočtov je zabezpečená pomocou rozkladu celkových výmen s využitím tzv. orámovania, vylepšeného o prerušovane aplikovaný samoučiaci algoritmus na výpočet interpolačných váh. V podmienkach operatívnej predpovede počasia je vyvinutá schéma plne porovnateľná s prevládajúcim prístupom, vďaka lepšie vyváženým chybám pochádzajúcim z radiačnej schémy samotnej a zo selektívnej aktualizácie optických vlastností.
Keywords: atmospheric radiative transfer; broadband approach; cost versus accuracy; error balance; intermittent update; cena voči presnosti; prerušovaná aktualizácia; radiačný prenos v atmosfére; vyváženosť chýb; širokopásmový prístup

Institution: Charles University Faculties (theses) (web)
Document availability information: Available in the Charles University Digital Repository.
Original record: http://hdl.handle.net/20.500.11956/94155

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-466032


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Charles University > Charles University Faculties (theses)
Academic theses (ETDs) > Doctoral theses