Fræðaþing 2013-2014

Sumarþing Veðurfræðifélagsins

---

Guðrún Nína Petersen
Óvenjuleg óveður?

Það er vindasamt á Íslandi bæði vegna þeirra veðrakerfa sem eiga leið nærri og/eða yfir landið en einnig magnar landslag sums staðar veðurhæðina staðbundið. Það er gjarnan við öfgafyllstu aðstæðurnar sem mestar líkur eru á skemmdum og slysum, þ.e. við sjaldgjæfa veðurhæð. Áhugavert er að vita hvernig dreifing öfgaveðurhæðar er á landinu. Hér verður kynnt aðferðafræði og fyrstu niðurstöður greiningar á öfgaveðurhæð á Íslandi út frá mælingum sjálfvirkra veðurstöðva. Öfgaveðurhæðargreiningin er svo nýtt til að leggja mat á nokkur þekkt illviðri.

Trausti Jónsson
Játningar veðurfræðings – Rækjubátaveðrið mikla 25. febrúar 1980

Þann 25. febrúar 1980 gerði óvenju snarpt fárviðri um landið vestanvert. Því var heldur illa spáð. Veðrið varð langverst á Vestfjörðum. Alls fórust 8 manns þennan dag. Veðrið og aðdragandi þess verða rifjuð upp og fjallað er um spána.

Birta Krístin Helgadóttir
Möguleg áhrif loftslagsbreytinga á vindorkunýtingu við Búrfell

Talið er að loftslagbreytingar muni hafa mikil áhrif á veðurfarsþætti, s.s. lofthita, úrkomu og rakastig. Breytingar sem þessar geta haft í för með sér breytt veðurskilyrði og aukna tíðni ofsaveðra. Efni þessa verkefnis var að kanna hvaða áhrif loftslagsbreytingar geta haft á vindhraðadreifingu og hugsanlega vindorkunýtingu hérlendis með áherslu á svæðið við Búrfell á suðurhluta Íslands. Rannsóknin var gerð í samstarfi við Veðurstofu Íslands og Landsvirkjun. Notast var við gögn frá mælimastri við Búrfell sem mælir vindhraða í 10 m hæð yfir jörðu. Líkanreikningar frá svæðisbundnu loftslagslíkani sem byggðu sínar spár á niðurstöðum úr keyrslum frá hnattrænu loftslagslíkani voru notaðir. Gögnin voru notuð til að spá fyrir um hugsanlegar breytingar á vindhraðadreifingum, reikna Weibull fasta og loks orkuþéttleika fyrir svæðið út 21. öldina. Niðurstöðurnar sýndu að öfga vindar muni aukast en að draga muni úr meðal vindhraða. Orkuþéttleiki fyrir framtíðarspárnar var reiknaður fyrir þrjú mismunandi tímabil, þ.e. alla tímaröðina (2050 – 2100), fyrri hlutann (2050 – 2066) og síðari hlutann (2086 – 2100). Niðurstöður sýndu einnig að orkuþéttleikinn muni minnka um u.þ.b. 10 – 23%, allt eftir því fyrir hvaða tímabil var reiknað. Mestu breytingarnar virtust vera á seinni hluta aldarinnar. Út frá þessum niðurstöðum má áætla að loftslagsbreytingar komi til með að hafa áhrif á vindorkunýtingu. Slíkar breytingar er þó ekki taldar hafa mikil áhrif á orkuframleiðsluna þar sem reiknuðu gildin fyrir framtíðarspánna voru innan þeirra marka sem hæsti vind flokkur er skilgreindur fyrir. Svæðið telst því enn fýsilegur kostur til vindorkunýtingar.

Góuþing Veðurfræðifélagsins

---

Einar Sveinbjörnsson
Breytingar á þremur veðurþáttum sem valda röskun í raforkukerfinu

Margvísleg veðuráraun steðjar að raforkuflutningskerfum landsins. Línur sligast vegna ísingar, veðurhæð og byljóttur vindur veldur samslætti á línum og þá er selta suðvestan úr hafi viðvarandi álagsþáttur. Skoðuð er tíðni og leitni könnuð fyrir þrjá álagsþættir yfir 50 ára tímabilið 1961-2010. Þeiri eru: SV- og V-stormar sem valda seltuáraun, einkum suðvestanlands. NA-illviðri sem valda veðuráraun á Vesturlínur og A-átt sem leiðir til skýjaísingar austanlands. Niðurstöður þessara prófa eru eindregin og vekja enn og aftur spurninguna: Er veðurfarið að breytast ?

Melissa Pfeffer
Indirect radiative forcing of aerosols via water vapor above non-precipitating maritime cumulus clouds: a study using WRF-Chem at cloud-system resolving scale

Aerosol-cloud-water vapor interactions in clean maritime air have been investigated using the WRF-Chem atmospheric model. Simulations were made over the Lesser Antilles in the region of the RICO measurement campaign where the clouds are low, patchy, typical trade-wind cumuli. In this very clean maritime regime, the concentration of sea salt and SO4^2- from DMS are greater than SO4^2- from anthropogenic sources, and as a result these natural aerosol sources are found to have a greater effect than anthropogenic pollution on cloud droplet number concentration and effective radii. The top of atmosphere outgoing longwave and shortwave radiation is changed by different aerosol sources as a function of how the sources influence aerosol mixing ratio, cloud droplet number concentration, cloud droplet sizes, and water vapor column burden. Sensitivity simulation results show that SO4^2- and salt aerosol have the potential to change the above cloud tropospheric water vapor column burden significantly (p<0.05) in this region. SO4^2- leads to an increase in cloud droplet number concentration and a decrease in water vapor because it enhances the condensation of atmospheric water vapor. Sea salt leads to a decrease in cloud droplet number concentration and an increase in atmospheric water vapor because it produces larger cloud droplets, thereby slowing the rate at which water vapor is removed from the atmosphere via condensation.

Ingibjörg Jónsdóttir
Landsat 8 – veðurfar og atburðir

Útdrátt vantar

Birta Líf Kristinsdóttir
Veðuraðstæður í flugatviki í Hvalfirði

Skoðaðar voru veðuraðstæður í öflugu upp- og niðurstreymi sem Fokker 27 vél Flugfélags Íslands lenti í árið 1974 hlémegin við Esjuna í Hvalfirði. Flugriti vélarinnar sýndi allt að 8.900 ft/mín (45 m/s) í uppstreymi og 4.100 ft/mín (21 m/s) í niðurstreymi. Ástand lofthjúpsins var hermt með veðurreikningum í þéttriðnu reiknineti og lagt mat á hvort hægt sé að spá fyrir um slíkar veðuraðstæður með núverandi veðurlíkönum.

Trausti Jónsson
Akureyrarveðrið mikla 5. mars 1969 – Hvað var það?

Veður þetta situr mjög í huga fyrirlesara enda eitt fárra gjörningaveðra sem hann hefur orðið vitni að í návígi. Hvers konar veður var þetta eiginlega? Meginþungi veðursins stóð ekki yfir nema í eina klukkustund um hádegisbil en það olli samt gríðarmiklu tjóni á Akureyri og í grennd. Fjölmargar hrakningasögur birtust í blöðum. Tjón varð víðar á landinu en hvergi neitt í líkingu við það á Akureyri.

Sumarþing Veðurfræðifélagsins

Elín Björk Jónasdóttir

Skýstrókar í Oklahómu

Á hverju vori hefst stormatíð á sléttum Norður Ameríku. Hlýtt og rakt loft streymir til norðurs frá Mexíkóflóa á móti ísköldum háloftavindum úr norðri. Sunnarlega á sléttunum hefjast þá mikil átök sem enda oft með myndun þrumuveðra sem valda stormum, flóðum og oft á tíðum skýstrókum.

Tornado Alley, (Skýstrókadalur) er það landsvæði þar sem skýstrókar eru hvað algengastir, og þungamiðja svæðisins er u.þ.b. í miðju Oklahóma fylki. Það sem af er vori og sumri hefur verið einkar svæsin stormatíð með miklum og öflugum skýstrókum sem hafa valdið talsverðu mann- og eignatjóni.

18. til 20. maí voru aðstæður til myndunar þrumuveða hagstæðar, en alvarlegasta tilfelli storma var 20. maí. Skýstrókur, u.þ.b. 1,5 km í þvermál myndaðist í nágrenni Oklahoma City og tók á rás í austur. Suðurhluti Oklahoma City varð illa úti, sem og úthverfisborgin Moore, en þetta var í þriðja sinn síðan 1999 sem Moore mætir miklum skaða af völdum stórra og öflugra skýstróka. Þann 31. maí kom upp annað tilfelli af mjög varhugaverðum aðstæðum sem enduðu með því að mynda stærsta skýstrók sem vitað er til að hafi myndast, en hann var á tímabili rúmir 4 km í þvermál, og honum fylgdu einnig fylgistrókar (satellite tornadoes) í útjaðri iðunnar. Þessi stormur fór þvert yfir tvo stóra þjóðvegi og í gegnum borgina El Reno. Manntjón varð svipað og þann 20. maí en meðal þeirra sem létust voru vísindamenn í vettvangferð.

Í þessu erindi verður farið lauslega yfir þær aðstæður sem voru til staðar bæði 20. og 31. maí og afleiðingar þeirra.

Atli Norðmann Sigurðarson, Birgir Hrafnkelsson, Háskóla Íslands

Bayesískt tölfræðilíkan fyrir mánaðarlega úrkomu byggt á úrkomumælingum og úttaki úr veðurfræðilíkani

Tölfræðilíkan fyrir mælingar á mánaðarlegri úrkomu er sett fram. Líkanið er lagskipt Bayesískt líkan og notar skýribreytur sem eru unnar úr útkomu veðurfræðilíkans. Mældu gögnin koma frá fjörutíu veðurstöðvum sem dreifast yfir Ísland. Hver mánuður er greindur út af fyrir sig með því að lýsa gögnunum með Gauss fleti sem lýst er með Matérn fylgnifalli ásamt mæliskekkju. Stikunum fyrir meðalgildi og dreifni mánaðarlegrar úrkomu, í öðru lagi líkansins, er einnig lýst með Gauss fleti með Matérn fylgnifalli. Gögnunum var safnað og þau leiðrétt fyrir vind, vætun og uppgufun af Veðurstofu Íslands (VÍ).

Frá VÍ fengust einnig hermd úrkomugögn úr veðurfræðilíkani fyrir sérhvern punkt á kílómetra sinnum kílómetra neti yfir Íslandi. Hermda úrkoman úr þessu líkani er notuð til að útbúa skýribreytur fyrir Gauss fletina sem lýsa meðalgildi og dreifni mánaðarlegrar úrkomu á áðurnefndu neti. Þessum skýribreytum er varpað niður á veðurstöðvarnar fyrir hvern mánuð og þær innleiddar inn í lagskipta Bayesíska líkanið. Markov keðju Monte Carlo hermun er notuð til að fá eftirámat á stikum líkansins. Bayesíska útgáfan af aðferð Krige er notuð til að meta Gauss fleti meðalgildis og dreifni, í öðru lagi líkansins, í öllum punktum á netinu.

Líkanið sem sett er fram er margþætt og lýsir á sannfærandi hátt mánaðarlegri úrkomu, þrátt fyrir að nokkra stika hafi þurft að meta fyrir utan Markov keðju Monte Carlo reikniritið. Niðurstöðurnar sýna að hermdu úrkomugögnin úr veðurfræðilíkaninu lýsa vel meðalgildi mánaðarlegrar úrkomu á Íslandi. Veðurfræðilíkanið er ekki eins nákvæmt þegar kemur að dreifni mánaðarlegrar úrkomu. Það vanmetur almennt dreifnina á Norðausturlandi en ofmetur hana á Suðvesturhluta landsins. Niðurstöðurnar sýna einnig að engin langtímaleitni er til staðar í mánaðarlegri úrkomu yfir tímabilið sem skoðað var.

Bolli Pálmason

Kynning á Harmonie veðurlíkaninu sem Veðurstofan hefur verið með í prufukeyrslum í tæp tvö ár. Uppsetning, afurðir, kostir og gallar.

Útdrátt vantar.

Þórður Arason, Guðrún Nína Petersen og Halldór Björnsson, Veðurstofu Íslands

Notkun eldinga í gosmekki til að ákvarða staðsetningu eldgoss

Eldgos undir jökli geta leitt til hamfaraflóða og sums staðar háttar þannig til að lítil tilfærsla gosstöðvar skiptir sköpum um hvert flóðið rennur. Því er mikilvægt fyrir almannavarnir að finna sem fyrst nákvæma staðsetningu gosstöðvar. Nokkrar leiðir hafa verið notaðar til að ákvarða staðsetningu, en stundum reynast þær ófullnægjandi og því mikilvægt að líta einnig til annarra möguleika. Veðurstofan hefur beinan aðgang að eldingamælingum frá bresku veðurstofunni. Staðsetning á stakri eldingu gefur líklega villandi mynd, en það er hugsanlegt að meðalstaðsetning margra eldinga sé nærri gosstöðvum. Í öflugu eldgosi undir jökli má telja fullvíst að mikil eldingavirkni hefjist í gosmekkinum 10-30 mínútum eftir að gosið kemur upp úr jöklinum. Hugsanlega má því fá gagnlegar upplýsingar um staðsetningu gosstöðvar á fyrstu klukkustund gossins. Með því að taka tillit til vinds má auka nákvæmni í matinu. Eldingamælingar frá nokkrum síðustu eldgosum hafa verið skoðaðar í þessu ljósi. Lýst er nýlegu sjálfvirku kerfi sem vaktar eldingavirkni við Ísland, en vonast er til að á fyrstu klukkustundum næsta eldgoss megi hafa gagn af því. Fylgjast má með niðurstöðum á “http://brunnur.vedur.is/athuganir/eldingar/eldgos/”.

Óli Páll Geirsson

Modelling annual maximum 24 hour precipitation in Iceland using block sampling and SPDE models

To obtain distributional properties of extreme precipitation on a high resolution grid both observations and outputs from climate models are relied upon. A method for quantile predictions of extreme precipitation in Iceland is developed combining these two sources. The method is based on observations of annual maximum 24 hour precipitation from 86 observation stations in Iceland and outputs from a local climate model which takes into account topology, airflow dynamics, condensed water advection and downslope evaporation on a 1 km regular grid. A covariate based on the climate model which represents the intensity can be computed at each grid point.

A Bayesian hierarchical spatial model is built for the observations. The observations are assumed to follow the generalized extreme value distribution. At the latent level, both location and scale parameters are modelled with Matérn type spatial fields with the intensity measure as a covariate which in turn allows for spatial predictions on the high resolution grid. In order to make inference faster the Matérn fields are constructed with the SPDE approach on a triangulated grid over the domain of interest. An MCMC scheme is implemented for posterior inference, where a block updating strategy is used to improve mixing. This scheme yields posterior estimates for the distribution of annual maximum 24 hour precipitation at every grid point, which can be used to map quantile estimates on the entire grid.

Trausti Jónsson

Kvöldstöðvar – Hvað er það? Hverjar eru þær?

Að sumarlagi verður hiti dagsins yfirleit hæstur einni til þremur klukkustundum eftir sólarhádegi. Veðurstöðvarnar eru hins vegar miseindregnar hvað þetta varðar. Á sumum þeirra vill hámarkið stundum dragast lengra fram á síðdegið en algengast er í stöðvaþýðinu. Þetta getur meira að segja haft þær afleiðingar að hinn hefðbundni hámarksmælaaflestur kl. 18 nær ekki hámarki dagsins heldur kemur hann fram kl. 9 morguninn eftir og getur þar með jafnvel stolið raunverulegum hámarkshita þess dags. Þetta hluti af því sem sem hér er kallað tvíhámarksvandi. Sá vandi verður ekki krufinn til mergjar í erindinu (enda margslungnari) en fjallað verður um hvaða veðurstöðvar landsins það eru sem helst skjóta hámarkshitanum á frest fram undir kvöld.

Haraldur Ólafsson

Litið yfir mæliherferðir undanfarinna ára

Sagt verður frá nokkru af því helsta sem komið hefur út úr mæliherferðum
síðustu ára m.a. frá því sjónarhorni sem skapast þegar dálítill tími hefur liðið frá því
mælt var. Þá verður drepið á fyrirhuguðum framtíðarverkum.

Þorraþing Veðurfræðifélagsins

Einar Sveinbjörnsson
Norðanáhlaupið 10. til 11 september og líkindi við snjóflóðaveðrið á Vestfjörðum 25. október 1995.

Mjög mikil úrkoma fylgdi áhlaupinu norðanlands í september 2012. Rakinn var að verulegu leyti uppruninn sunnan úr höfum og skoðaðað er samspil haustlægðarinnar sem veðrinu olli og framrás heimskautalofts úr norðvestri þetta snemma haustsins. Til samanburðar er rifjaður upp aðdragandi snjóflóðaveðursins á Flateyri í október 1995, sem sýnir sig að hafa verið af svipuðum meiði.

Trausti Jónsson
Áttvísi ofviðra eða þunn vangaveltusúpa með seigum bitum

Notaðar eru þrjár töflur sem hafa nýlega verið gerðar og sýna vindstefnu einstakra daga. Sú fyrsta byggist á meðalvigurstefnu allra mannaðra athugana á hverjum degi frá 1949 (í ath.ath). Hinar tvær nota bandarísku endurgreininguna sem nær yfir tímabilið 1871 til 2008. Önnur taflan flokkar vindáttir sem meðalvigur svæðisins 70°N til 60°N/30°V til 10°V. Hin nær yfir minna svæði, 66°N til 64°N og 24°V til 16°V. Samanburður hefur verið gerður á daglegum vindhraða og stefnu í töflunum þremur. Töflurnar hafa einnig verið samlesnar við illviðraskrár trj í db2 [ná aftur til 1912] í gagnagrunninum auk samlesturs við veðuratburðaskrá sama höfundar [aftur til 1874]. Sýndar verða nokkrar niðurstöður, bæði grófar sem og nákvæmari.

---