Meteorológus TDK

---

A hallgatóknak a tantervben előírt anyag elsajátításán túlmenően szervezett formában, a Tudományos Diákkörök keretében önálló tudományos munka végzésére is van módjuk. A Tudományos Diákköri mozgalom különálló Meteorológus Szekciója szorosan együttmûködik a Magyar Meteorológiai Társaság Róna Zsigmond Ifjúsági Körével. Ez az együttműködés közös előadói ülések és rendezvények formájában ölt testet. A Meteorológus TDK magas színvonalú munkáját jelzi, hogy két ízben, az 1983/84-es és az 1990/91-es tanévekben elnyerte a Kar "Kiváló Tudományos Diákköre" címet. Kétévenként országos TDK konferenciára kerül sor, az eddigi rendezvényeken a budapesti meteorológus hallgatók több díjat nyertek már el.

A diákköri munka szerves része az ugyancsak kétévenként megrendezett Meteorológus Nyári Iskola. Ezen neves hazai és külföldi szakemberek tartanak egy-egy választott témából előadásokat. 

A Meteorológus TDK oktatói vezetője Dr. Weidinger Tamás.

---

ELTE TTK Tudományos DiákKöri Tanács

Teljes konferencia-kiadványok letöltése:

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

A konferenciákon bemutatott TDK dolgozatok listája:

2012

Éghajlatváltozási vizsgálatok szekció


Csorvási Anett, III. éves földtudomány alapszakos hallgató:
Az alföldi gyümölcstermesztés optimális éghajlati feltételeinek elemzése
Témavezető: Dr. Pongrácz Rita egyetemi adjunktus, ELTE Meteorológiai Tanszék
A dolgozat összefoglalója

Manapság egyre több olyan jelenséggel találkozhatunk, aminél lehetséges kiváltó okként a klímaváltozást emlegetik. Ilyen például az ismétlődő szélsőséges időjárás, az enyhébb telek, a növények esetében a meghosszabbodott tenyészidőszak vagy a madaraknál a költözési időszak eltolódása. A valószínűsíthető következmények miatt az egyik legnagyobb problémát a mezőgazdasági növényekre gyakorolt hatások okozhatják, hiszen az élelmiszerbiztonság kérdése kulcsfontosságú az emberiség számára. Korábbi elemzésekben a haszonnövények mellett vizsgálták a mezőgazdaság másik fontos ágazatát, a gyümölcstermesztést is; ezen belül elsősorban az éghajlatváltozás virágzásra gyakorolt hatását, illetve egyes gyümölcsök termesztésének biztonságát. Ehhez a témakörhöz kapcsolódik ez a dolgozat is, melyben a regionális klímaváltozás gyümölcstermesztésre gyakorolt esetleges hatásait tekintem át. Vizsgálataim során a hazai mezőgazdasági termelésben leginkább elterjedt gyümölcsökre fókuszáltam – az almára, a körtére, a meggyre és az őszibarackra. A dolgozat arra a kérdésre keresi a választ, hogy van-e érdemi kapcsolat az egyes gyümölcsök adott évi termésmennyisége és az egyidejűleg jellemző éghajlati változók értékei között, valamint, hogy mindezeket összevetve kimutatható-e az éghajlatváltozás regionális hatása. Az ehhez szükséges elemzést a különböző gyümölcsök ideális termesztésekor szükséges éghajlati paraméterek (napfénytartam, hőmérséklet, csapadék) vizsgálatával végeztem. Figyelembe véve az egyes gyümölcsök termőterületeit, a debreceni és a szegedi éghajlati adatbázisok 1951-2000 időszakra vonatkozó idősorait használtam fel a jellemzésre. Minden 10 évre és a teljes 50 évre is értékeltem a kapott eredményeket.

Huber Hajnalka, III. éves földtudomány alapszakos hallgató:
Népi időjárási megfigyelések összehasonlító elemzése és értelmezése
Témavezető: Dr. Pongrácz Rita egyetemi adjunktus, ELTE Meteorológiai Tanszék
A dolgozat összefoglalója

Az embereket mindig is érdekelte, hogy hogyan alakul az időjárás. Különösen igaz ez a mezőgazdasággal foglalkozókra. Régen egy egyszerű gazdának nem volt meg a lehetősége, hogy utána nézzen egy újságban vajon mit és mikor érdemes vetni, hogyan alakul majd az év. Így az emberek hosszú évszázadok alatt kénytelenek voltak megfigyelni a körülöttük lezajló időjárási eseményeket, majd ezen megfigyeléseiket szájról szája hagyományozva kialakítottak egyfajta rendszert, ami alapján számítottak az esőre, hóra, vagy éppen száraz csapadékmentes napokra. Dolgozatomban bemutatom a Magyarországon elterjedt népi időjárási megfigyelések, és az ezen alapuló következtetéseket, valamint ezek közül néhány ismertebb példát elemzek 100 éves éghajlati idősoron.A dolgozat első részében ismertetem és csoportosítom az általam gyűjtött megfigyeléseket, kiemelve néhány esetet és összefüggéseket. Továbbá objektív módon értelmezem az egyes megfigyeléseket, és ezek szóhasználatát a forrásaim alapján egyértelművé teszem. Ezek után kiemelek öt ismert eseményt: három hőmérséklettel és két csapadékkal kapcsolatos népi következtetést, melyek beválását 1901-2000 időszakra vizsgáltam hazai meteorológiai idősorok felhasználásával. Ehhez először a megfigyeléseket számszerűsíthető definíciókká alakítottam, majd ezeket táblázatkezelő program segítségével elemeztem, és részletesen megvizsgáltam beválásukat diagramok, illetve rövid összefoglaló táblázatok segítségével.

Kis Anna, II. éves meteorológus mesterszakos hallgató:
Csapadékindexek XXI. századra becsült trendjei Közép-Kelet-Európában korrigált csapadékmezők felhasználásával
Témavezető: Dr. Pongrácz Rita egyetemi adjunktus, ELTE Meteorológiai Tanszék
A dolgozat összefoglalója

Az időjárás meghatározza a hétköznapjainkat, az éghajlat viszont hosszú távon befolyásolja életünket. Ma már tudjuk, hogy a XX. század közepe óta eddig nem tapasztalt gyorsasággal növekszik Földünk átlaghőmérséklete, amelyért nagyrészt az antropogén hatások okolhatók. Az éghajlatváltozás azonban nem csupán magasabb hőmérsékleti értékekkel jár. Azt is tapasztalhatjuk például, hogy napjainkban egyre gyakoribbá válnak a szélsőséges időjárási események (heves záporok, zivatarok, tartós aszályok és hőhullámok). Mivel ezek az extrém éghajlati viszonyok számos természeti-, környezeti-, gazdasági- és egészségügyi kárt okozhatnak, ezért rendkívül fontos, hogy minél pontosabban becsüljük a jövőben várható trendeket. E dolgozatban az extrém csapadékindexeket vizsgáljuk Közép-Kelet-Európa (é. sz. 43,625–50,625; k. h. 13,875–26,375) területére fókuszálva az 1951–2100 időszakra.A csapadékindexek várható változásainak becsléséhez kilenc regionális klímamodell (RCM: ALADIN, RegCM, RACMO2, RCA, REMO, HIRHAM, RCA3, CLM, HadRM3Q) napi csapadék szimulációja állt rendelkezésünkre, amelyeket az ENSEMBLES Európai Uniós projekt keretében állítottak elő. Az RCM-ek egységesen a közepesnek tekinthető A1B forgatókönyvet vették alapul, ám a kezdeti- és peremfeltételeket három különböző globális klímamodell (ARPEGE, ECHAM5, HadCM) szolgáltatta. A regionális modellek finomabb felbontásúak, kevesebb időre van szükség a futtatásukhoz, és jobban közelítik az extrém időjárási események bekövetkezéseinek valószínűségét, mint a globális modellek. Mivel azonban az éghajlat rendkívül összetett alrendszerek kölcsönhatásainak eredményeképpen jön létre, még az RCM-ek alkalmazása sem nyújt tökéletes végeredményt. Annak érdekében, hogy a valósághoz minél jobban közelítő eredményeket kapjunk, hibakorrekciót végeztünk el a nyers modell-outputokon. Az E-OBS adatbázis (1951–2000) referencia értékei alapján rácspontonként meghatározott havi eloszlásokhoz igazítottuk a modellek által szimulált napi csapadékadatokat ún. multiplikatív korrekciós faktorok alkalmazásával. A hibakorrekciónak köszönhetően a szimulált adatok empirikus eloszlásfüggvénye már megfelelően rásimul a megfigyelt adatok eloszlásfüggvényének görbéjére. A vizsgált területet kilenc országra/régióra (Kelet–Ausztria, Délkelet–Csehország, Horvátország, Magyarország, Románia, Szerbia, Szlovákia, Szlovénia, Délnyugat–Ukrajna) osztottuk és kilenc csapadékindexeket elemeztünk, amelyekből kettő a szárazságra (CDD, DD), négy egy-egy adott küszöbérték meghaladására (RR1, RR5, RR10, RR20), három pedig a csapadék intenzitására (RX1, RX5, SDII) utal. Ezekből részletesebben az intenzívebb csapadéktevékenységre jellemző indexeket (RR10, RR20, RX1, RX5, SDII) mutatjuk be e dolgozat keretében. Eredményeink azt jelzik, hogy a jövőben feltehetően mind a négy évszakban növekedni fog az indexek értéke az általunk vizsgált területen, kivéve nyáron, amikor a déli országokban csökkenés várható.

Kristóf Erzsébet, III. éves földtudomány alapszakos hallgató:
A légköri szén-dioxid koncentráció növekedési ütemében bekövetkezett változások az ipar szén-dioxid kibocsátásának növekvo mértékéhez képest az 1980-as évektől
Témavezető: Dr. Matyasovszky István egyetemi docens, ELTE Meteorológiai Tanszék
A dolgozat összefoglalója

A szén-dioxid légköri koncentrációja az 1950-es évektől megközelítőleg arányosan nőtt az ipari tevékenység szén-dioxid emissziójának mértékével Charles David Keeling és munkatársai Mauna Loán és a Déli-sarkon végzett mérései szerint. Az 1980-as években azonban a légköri szén-dioxid mennyiségében növekedést, 1988 és 1993 között csökkenést, az 1990-es évek második felében újabb emelkedést, majd az ezredfordulóra ismételt visszaesést figyeltek meg az ipar szén-dioxid kibocsátásának fokozódó üteméhez viszonyítottan. Ezen anomáliák létrejöttéhez hozzájárult az El Niño Déli Oszcilláció, a vulkáni működés hűtő hatása, vagy olyan antropogén, nem ipari eredetű szén-dioxid emisszió, mint a földhasználatban bekövetkezett változások, továbbá a globális szénkörforgalom rezervoárjainak, legfőképpen a légkörnek, a szárazföldi bioszférának és az óceánnak az eltérő jellege a szén tárolása szempontjából.A dolgozat célja a különböző kutatások, elemzési módszereik, illetve következtetéseik ismertetése, összevetése, ezáltal a szén-dioxid légköri koncentrációja és a globális felszínhőmérséklet változása közötti okozati kapcsolat minél részletesebb feltárása. A dolgozat befejezéseként sor kerül – a Keeling által szerkesztett adatsorokhoz is hozzáférést biztosító – Carbon Dioxide Information Analysis Center (CDIAC) adatai alapján a szén-dioxid atmoszferikus mennyiségének és az ipari szén-dioxid kibocsátás növekvő mértékének összehasonlítására, a harmadik évezred első évtizedében.

Mesterházy Ildikó, II. éves meteorológus mesterszakos hallgató:
A szőlőtermesztés klimatikus feltételeinek várható változása a XXI. században Magyarországon
Témavezetők:
Dr. Pongrácz Rita egyetemi adjunktus, ELTE Meteorológiai Tanszék
Dr. Mészáros Róbert egyetemi adjunktus, ELTE Meteorológiai Tanszék
A dolgozat összefoglalója

A magyarországi mezőgazdaság kiemelkedő ágazata a szőlőtermesztés. A szőlő életfolyamatait éghajlati, talajtani és biotikus tényezők egyaránt befolyásolják. Munkám során a klimatikus feltételek változásának hatásával foglalkoztam.Világszerte számos szőlőtermesztési indexet használnak a kutatók. Ezen mérőszámok egy része megadja, hogy egy adott földrajzi területen az éghajlati körülmények alapján lehetséges-e szőlőt termeszteni, illetve mely fajták telepítése javasolt. A szőlőtermesztés lehetőségét a hidrotermikus koefficiens, illetve a bioklimatikus index segítségével adhatjuk meg, míg a fajtaspecifikus eltérések leírására elterjedten használják az ún. Huglin-féle heliotermikus indexet, illetve az effektív és az aktív hőösszeget. A szőlős kert környezeti adottságainak leginkább megfelelő fajta kiválasztásával optimalizálhatjuk a termelést. Azt sem szabad figyelmen kívül hagyni, hogy Magyarországon egy szőlőtőke 25–30 évig hoz hasznot. Ezen idő alatt a kert (elsősorban éghajlati) adottságai jelentősen megváltozhatnak, így ezt is figyelembe kell venni a fajtaválasztásnál. Munkám során három regionális klímamodell (RegCM, ALADIN, PRECIS) hibakorrekció után kapott outputjait (minimum, maximum és átlagos napi hőmérséklet, valamint napi csapadékösszeg) felhasználva kiszámítottam Magyarország térségére több, a szőlőtermesztést befolyásoló index térbeli eloszlását, és vizsgáltam azok változásait az 1951-től 2100-ig terjedő időszakra. Az adatbázis alapján hőmérsékleti és csapadékhullási szélsőértékeket is elemeztem. Az eredmények azt jelzik, hogy az elkövetkező évtizedekben a hazai fehérborszőlők dominanciája csökkenni fog a vörösbort adókéval szemben. Ezzel egyidejűleg a késői és igen késői érésű fajták beérése is biztosabbá válhat. Fokozott figyelmet érdemes fordítani a jövőben a gombás megbetegedések megelőzésére, mivel várhatóan ezen betegségek kialakulási valószínűsége növekedni fog a XXI. század végére. A nyári extrém magas hőmérsékletek is gyakoribbá válhatnak, így fel kell készülni ezen káros hatások mérséklésére is. Ezzel párhuzamosan feltehetően hosszabbak lesznek a csapadék nélküli időszakok. A téli fagykár azonban várhatóan kevesebbszer fog jelentkezni.

Skarbit Nóra, I. éves meteorológus mesterszakos hallgató:
Feddema éghajlat-osztályozási módszerének érzékenysége a potenciális evapotranszspiráció parametrizálására
Témavezetők:
Dr. Ács Ferenc egyetemi docens, ELTE Meteorológiai Tanszék
Breuer Hajnalka egyetemi tanársegéd, ELTE Meteorológiai Tanszék
A dolgozat összefoglalója

A biofizikai éghajlat-osztályozási módszerek közül Köppen, Feddema és Holdridge módszere a legelismertebbek. Ezek közül Köppen módszere a legegyszerűbb, míg Feddemáé a legösszetettebb. Köppen módszere nem becsül potenciális evapotranszspirációt (PET), ezzel szemben Holdridge évi, míg Feddema havi PET értékeket parametrizál. Megemlítendő az is, hogy az éghajlatok tipizálására – az Essenwanger (2001) féle kritériumok alapján – Feddema (2005) módszere a legalkalmasabb. A TDK dolgozat célja a Feddema-féle éghajlat-osztályozási módszer PET parametrizálására való érzékenységének kivizsgálása. Az érzékenységet Magyarország éghajlatának változásain vizsgáltuk a XX. század folyamán. Eredményeink alapján ez az érzékenység jelentős. Az érzékenységet külön szemléltetjük a nagymértékben alul- és felülbecslő, valamint a „valóságszerűbb” PET parametrizációk esetén. E vizsgálatok nélkülözhetetlenek egy hazai Feddema-alapú éghajlat-osztályozási módszer kidolgozásához és alkalmazásához, ami alapeszközként szolgálhat hazánk éghajlatának részletesebb megismerésére.

Zsebeházi Gabriella, II. éves meteorológus mesterszakos hallgató:
Hazai és ENSEMBLES-beli regionális éghajlati modellek eredményeinek statisztikai vizsgálata
Témavezető: Szépszó Gabriella, Országos Meteorológiai Szolgálat Éghajlati Osztály
A dolgozat összefoglalója

A jövőben várható éghajlatváltozás leírására ma a legmegfelelőbb módszert a dinamikai alapú éghajlati modellek biztosítják. Az Országos Meteorológiai Szolgálatnál az elmúlt években két adaptált regionális klímamodellel, az ALADIN-Climate és a REMO modellel készítettek 10 és 25 km-es felbontású szimulációkat a Kárpát-medencére. A 20042009 között zajló ENSEMBLES projektben ezen modellek más verzióját, különböző rácsfelbontással és tartományon szintén futtatták. Korábbi tanulmányokból ismeretes, hogy a Kárpát-medence térségében várható éghajlatváltozást a klímamodellek nagy bizonytalansággal jellemzik. A modell szimulációk együttes vizsgálatával azonban képet kaphatunk a bizonytalanságok részleteiről, a dolgozatban az ALADIN és a REMO modellek rendelkezésre álló eredményeit elemezzük.Elsőként elvégeztük a modelleredmények validációját, ami alapján megállapítottuk, hogy a REMO eredményei pontosabban adták vissza a hőmérséklet és a csapadék megfigyelt havi átlagértékeit, s az ALADIN modellcsalád tagjai közül a hazai 25 km-es felbontású verzió viszonylag jól írta le a múltbeli hőmérsékleti viszonyokat, ellenben finomabb rácsfelbontást alkalmazva mindkét változó esetében a modelleredményekben jelentős hibák léptek fel. A jövőre várható változásokat mind az átlagos viszonyok, mind a szélsőségek tekintetében megvizsgáltuk, az extrémumok esetében a WMO-CCL/CLIVAR munkacsoportban kidolgozott hőmérsékleti és csapadékindexeket alkalmazva. A modellek egyértelműen a hőmérséklet és a meleg szélsőségek gyakoriságának növekedését, valamint a hideg szélsőségek számának csökkenését jelzik. Hazánk éves csapadékeloszlásában átrendeződés figyelhető meg a XXI. században: a közeljövőben nyáron nagy valószínűséggel szárazodásra számíthatunk, mely az évszázad végére egyértelműen tovább fokozódik. A téli évszakban a két modellcsalád eltérő előjelű változást valószínűsít mindkét időszakra. A korábbi, hazai eredmények alapján a csapadék várhatóan kevesebb napon hullik majd, a száraz időszakok hossza növekszik, ugyanakkor több heves esőzésre is számíthatunk.

Légkör- és óceándinamika, szinoptikus meteorológia, numerikus modellezés szekció


Béni Kornél, III. éves fizika alapszakos hallgató:
Hőmérsékletkülönbség-hajtotta geofizikai áramlások laboratóriumi modellezése forgatott hidrodinamikai rendszerben
Témavezetők:
Dr. Tél Tamás egyetemi tanár, ELTE Elméleti Fizikai Tanszék
Dr. Jánosi Imre egyetemi docens, ELTE Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék
A dolgozat összefoglalója

A nagyléptékű légköri és óceáni áramlási rendszer legfontosabb hajtóerői a meridionális (azaz a sarkvidékek és az Egyenlítő közötti) hőmérsékletkülönbség illetve a bolygónk forgásából származó Coriolis-erő. Az ELTE Kármán Környezeti Áramlások Laboratóriumban lehetőség nyílik a hidrodinamikai hasonlóság elve alapján ezeket a valóságban több ezer kilométeres jellemző méretű áramlásokat laboratóriumi skálán, kísérletileg vizsgálni. A diákköri munka során ilyen, hőmérsékletkülönbség hajtotta óceáni áramlásokat modelleztünk egy forgatott laboratóriumi kádban. Az egyik oldalán fűtött, másikon hűtött medencében a hőmérsékletkülönbség hatására áramlás jön létre. A forgatás következtében fellépő Coriolis-erő hatására az áramlási kép a légkörből és óceánokból ismert jellegűvé válik. A vizsgálataink alapja, hogy egy együttforgó infravörös kamerával a felszíni hőmérsékletet mérjük, egytized fokos pontossággal. Az így nyert nyers, nagyfelbontású infravörös felvételeket a méréseket követően digitális képfeldolgozási módszerekkel elemeztük. Ilyen módon jól elkülöníthetővé váltak a vízfelszín azonos hőmérsékletű tartományai és az áramlás mintázata. Eredményeink alapján átfogó képet kaphatunk a légköri és óceáni áramlások természetéről, melyek ismerete alapvető fontosságú a klimatológiai és oceanográfiai kutatásokban.

Csáki András, II. éves meteorológus mesterszakos hallgató:
A planetáris határréteg magasságának előrejelzése az AROME modellel
Témavezető: Dr. Szintai Balázs főtanácsos, Országos Meteorológiai Szolgálat
A dolgozat összefoglalója

A planetáris határréteg hozzávetőlegesen a légkör alsó 1 vagy 2 kilométeres légrétegeit foglalja magában. Ezen légrétegekben érvényesül legerősebben a nappali órákban történő besugárzás, az éjszakai órákban történő radiációs hűlés hatása és a talajfelszín szélsebesség módosító szerepe. A súrlódás hatása felfelé haladva fokozatosan tűnik el, így a planetáris határréteg tetejének a magasságát (ahol már nincs súrlódás, ahol a szabad légkör kezdődik) pontosan nem lehet meghatározni. A planetáris határréteg vastagságának jelentős napi menete van: nappal magasabban, éjszaka pedig alacsonyabban található a teteje. Jellemző az éjszakai órákban, hogy a planetáris határréteg teteje környékén a geosztrofikusnál nagyobb szélsebességek fordulnak elő. TDK dolgozatomban a planetáris határréteg magasságának AROME modellből származó adatait verifikálom. A mért adatokat rádiószonda felszállások méréseiből határozom meg a bulk-Richardson szám segítségével. A modelladatokat az AROME 35-ös ciklusának átalakított verziójának újrafuttatásából nyerem. A vizsgált időszak a 2011 júniusi és januári két hónap. Munkámban az 'R' programot használom, mert az egyszerű statisztikai alkalmazásain túl modell kimeneti adatai könnyen megjeleníthetőek segítségével. Meghatározom a relatív hiba, nagyságát mind nappali, mind éjszakai helyzetekben téli, illetve nyári hónapban. A szondaadatok netCDF formátumban vannak, így feldolgozásukhoz az R programnyelv használata tűnt a legpraktikusabbnak. Az R nagyon rugalmas, ingyenes script nyelv számos kiegészítő lehetőséggel, pl. a netCDF fájlok feldolgozhatósága. Témavezetőm egy korábbi programját véve alapul elkészítettem egy scriptet, amely egy meghatározott szondafelszállás profiljából számolja ki a bulk Richardson számot. Az AROME modell jelenlegi operatív 35-ös ciklusa nem tartalmazza a PHR magasságot, mint output változót, ezért módosítanom kellett a forráskódot is. A módosításokat 14 file-on kellett elvégezni, ahol szükséges volt, új programrészeket írtam a FORTRAN kódba. Az így módosított AROME modell az OMSZ IBM szuperszámítógépen fut, eddig 2 hónap futott le, ennek adataival tudok dolgozni. Megtanultam az SMS rendszer használatát, amellyel még könnyebben tudom a futtatást elvégezni. A verifikáció során megállapítom mely szinoptikus helyzetek esetén ad jó becslést a modell, melyeknél ad rosszat, s mekkora az átlagos relatív hibája egyes esetekben.

Kohlmann Márk, II. éves meteorológus mesterszakos hallgató:
Konvektív paraméterek vizsgálata modellanalízisek alapján
Témavezetők:
Kolláth Kornél főtanácsos, Országos Meteorológiai Szolgálat
Dr. Matyasovszky István egyetemi docens, ELTE Meteorológiai Tanszék
A dolgozat összefoglalója

A hazai szinoptikus és veszélyjelzési gyakorlatban napjainkban már elterjedten használják a múlt század közepétől folyamatosan bevezetett konvektív paramétereket és indexeket. E mérőszámok lehetővé teszik az adott szinoptikus helyzet objektív, gyors és egyszerű, bár sokszor nem elég pontos kiértékelését annak tükrében, hogy a légkör adott és várható állapota mennyire segíti, vagy épp gátolja a konvekció kialakulását és tartós fennmaradását. A diákköri dolgozatban az ECMWF mezőkből konvektív paramétereket számoló – OMSZ-ben kifejlesztett és a 2005–2011-es időszak zivatarszezonjára (áprlis-augusztus) lefuttatott – program eredményfájljaira, valamint a 2008–2012-es időszakra rendelkezésre álló 15 perces felbontású radaradatokra támaszkodunk. Az adatbázisra egy olyan algoritmust fejlesztettünk ki, melynek segítségével könnyen kinyerhetjük egy megadott feltételrendszer mellett a vizsgálni kívánt konvektív paraméter-intervallumok együttes teljesülésének időpontjait, radaradatokkal összevetve. A TDK dolgozat célja – az általunk kifejlesztett algoritmusokra támaszkodva – a kutatásban és az oktatásban egyaránt használható referencia-esettanulmányok készítése. Az esettanulmányok a konvektív paraméterekre vonatkozó intenzitási kategóriáknak megfelelő időjárási helyzeteket, valamint a kevésbé tipikusnak tekintett, ám markáns konvektív helyzeteket tartalmaznak. Céljaink között szerepelt i) a hazai gyakorlatban kevésbé használt, külföldi konvektív paraméterek hazai körülmények közötti vizsgálatára, ii) a paraméterek közötti statisztikai összefüggések feltárására, valamint iii) a fent említett kategorizálás magyarországi esetekre történő (felül)vizsgálatára. Hosszabb távú céljaink között szerepel egy figyelmeztető térkép elkészítése, mely az adott potenciálisan zivataros helyzet veszélyességét és járulékos jelenségeit (pl. heves zivatar, flash-flood) kategorizálja régiós szinten.

Lázár Dóra, II. éves meteorológus mesterszakos hallgató:
Az ensemble előrejelzések alkalmazhatóságának vizsgálata nyári konvektív időjárási helyzetekben
Témavezető: Ihász István vezető főtanácsos, Országos Meteorológiai Szolgálat
A dolgozat összefoglalója

Az Országos Meteorológiai Szolgálat egyik kiemelt feladatköre a rövid és középtávú operatív előrejelzések készítése, valamint a veszélyjelzés. Az élet- és vagyonvédelem szempontjából kiemelt jelentősége van a konvektív időjárási helyzetek időbeli előrejelezhetőségének és sikeres előrejelzésének. Munkánkban ECMWF ensemble előrejelzésekre alapozott módszereket dolgoztunk ki 2011-ben, amelyek segítik a konvektív időjárási helyzetek sikeres előrejelzését. Ezeket a módszereket fejlesztettük tovább.A dolgozat első részében röviden áttekintjük a légköri konvekció összetevőit, melyek a légköri felhajtóerő, a konvergencia illetve vertikális szélnyírás. A légköri labilitás jellemzésére gyakran használnak ún. labilitás indexeket, az egyik legnépszerűbb és gyakran használt index a konvektív hasznosítható potenciális energia, avagy angol kifejezéssel Convective Available Potential Energy (CAPE). Heves konvektív eseményekhez, azaz az intenzív zivatarokhoz, szupercellákhoz, tornádókhoz a vertikális labilitás, a megfelelő nedvességtartalom és a vertikális szélnyírás megléte szükséges. Első lépésként e fenti három paraméter kilencévnyi idősora alapján elvégeztük az 51 tagú ensemble modell előrejelzésekre alapozott nyári konvektív időszakok statisztikai elemzését. Vizsgáltuk a konvektív és az összesített csapadék arányának kapcsolatát különböző statisztikai módszerekkel és ennek a paraméternek a kapcsolatát a konvektív eseményeket alakító három paraméterrel. Ezt követően négyféle megjelenítési módszerrel esettanulmányokban vizsgáltuk a konvektív események különböző időtávokon történő előrejelelezhetőségét. A négy megjelenítési módszer közül kettő az ensemble meteogram és az ensemble vertikális profil már munkánk kezdetén rendelkezésre állt. Mindkét módszer pontra vonatkozóan mutatja a kiválasztott meteorológiai paraméter időbeli valószínűségének a menetét. Ezek mellett két új módszert fejlesztettünk ki. Egyik új eszközünk a bizonyos előre választott küszöböt meghaladó esemény valószínűségét mutatja térképes formában, így a jelenség térbeli bizonytalansága is jól meghatározható. A konvektív időjárási események jellemzője, hogy a jelenség térben gyakran rapszodikusan jelentkezik, így inkább csak az esemény várható területe jelölhető ki, így az ensemble előrejelzések nagyon jó segítséget adhatnak. Ezen térképeket fejlesztettük tovább. A másik új megjelenítési eszközünk tetszőleges térbeli pontra mutatja több előre definiált küszöbérték valószínűségét grafikus formában. Ezzel az eszközzel az időjárási helyzet veszélyességének mértékét becsülhetjük, valamint jól kijelölhetők az intenzív konvektív időszakok a prognózis időtartama során. Fejlesztéseinket UNIX operációs rendszerben MAGICS++ software-t használva FORTRAN programozási nyelven készítettük. A dolgozat harmadik részében az elmúlt nyár három érdekes időjárási helyzetében esettanulmányokban elemeztük a fenti eszközök használhatóságát, valamint a veszélyes időjárási jelenségek előrejelezhetőségének időbeli korlátait.

Mona Tamás, II. éves meteorológus mesterszakos hallgató:
A Richardson-extrapoláció numerikus alkalmazásai
Témavezetők:
Dr. Lagzi István László egyetemi docens, BMGE Fizika Intézet
Dr. Havasi Ágnes egyetemi tanársegéd, ELTE Alkalmazott Analízis és Számításmatematikai Tanszék
A dolgozat összefoglalója

A tudományos munka során gyakran ütközünk abba az akadályba, hogy a természeti jelenségeket leíró parciális differenciálegyenleteket ismerjük ugyan, de nem tudjuk azok megoldását analitikus úton vagy zárt alakban megadni. Ezért kénytelenek vagyunk közelítő eljárásokat kidolgozni az adott problémára vonatkozó egyenlet megoldására. Az ilyen eljárásokat nevezzük numerikus modelleknek. A numerikus modellek számtalan közelítési taktikát alkalmaznak, de legáltalánosabban a parciális differenciálhányadosok véges különbséges közelítése terjedt el. Ez alatt azt értjük, hogy az egyébként infinitezimális megváltozásokon alapuló differenciálhányadosokat véges különbségek hányadosával közelítjük. Egy ilyen módszer eredménye hibával terhelt, vagyis nem feltétlenül ad eléggé pontos eredményt. Az, hogy mit nevezünk eléggé pontosnak, az adott feladattól függ. Triviális, hogy minél kisebbek a hányadosban szereplő különbségek, annál pontosabb az eredmény. Vagyis ha csökkentjük a lépésközt, a valóságnak jobban megfelelő eredményt kapunk. Ezeket az eljárásokat hatékonyan csak numerikus úton lehet kivitelezni. Tehát a pontosságnak csupán a számítási kapacitás szab határt Ám nincsen kőbe vésett módszer arra, hogy egy véges differenciákon alapuló modellt hogyan kell felépíteni. Számtalan közelítési módszer létezik, melyek pontossága azonos számítási kapacitás mellett más és más. Vannak eljárások, melyek pontossága igen nagy, de olyan nagy a számítási igényük, hogy inkább egy kevésbé pontos, de kisebb gépigénnyel dolgozó módszert vagyunk kénytelenek választani. Tehát az ideális módszer az lenne, amely képes a lehető legvalósághűbb eredményt produkálni, miközben elfogadható erőforrás igénnyel lép fel. Az egyik ilyen jól használható módszert Richardson-extrapolációnak nevezzük. Az elmúlt években számos elméleti és részben gyakorlati munka született e téren, viszont részletes numerikus alkalmazásokról ez ideig kevés szó esett. Érdemes tehát megvizsgálni, hogy eme ígéretes eljárás vajon a gyakorlatban is teljesíti-e az elméleti úton kapott eredményeket. Az alábbiakban górcső alá vesszük a Richardson-féle módszer hatékonyságát egyszerű egydimenziós numerikus problémákon keresztül (diffúzió, advekció, reakció-diffúzió). Látni fogjuk, hogy az extrapolációs eljárás rendkívül meggyőző eredményeket mutat fel, ha összevetjük az adott problémára vonatkozó hagyományosnak nevezhető euleri megoldással. Azonos futási idők mellett a Richardson-extrapoláció sok esetben több nagyságrenddel is pontosabb, mint az utóbb említett módszer.

Mona Tamás, II. éves meteorológus mesterszakos hallgató:
A villámlás vizsgálata a radar- és numerikus meteorológia eszközeivel
Témavezetők: Dr. Horváth Ákos vezető főtanácsos, OMSZ Siófoki Viharjelző Obszervatórium
A dolgozat összefoglalója

A villámlás talán a Föld legextrémebb jelensége, ezért érdemes megvizsgálni, hogy vajon egy zivatarcella elektromos aktivitása milyen – a meteorológia számára fontos – tényezőktől függ. A zivatarfelhők egyfajta zárt cirkulációs rendszert alkotnak a légköri jelenségek között. Mindenki számára szembetűnő hatásuk a környezetükre a csapadék és a kifutó szél, melyek csökkentik a cella energiáját. Ezen kibocsájtási tagok utánpótlását szolgálja a cella feláramlási zónájában beszívott levegő. Nagyon fontos a zivatar élete szempontjából, hogy milyen is ez a befogadott levegőtömeg. Hiszen egy száraz és hideg légrész nincs pozitív hatással „a cella erejére”, de egy meleg és nedves levegő már erősítheti a zivatart. Tehát kiindulásképpen ésszerű feltételezés, hogy a zivatarok elektromos aktivitása nagyban függ attól, hogy az adott cella milyen utat jár be élete során. Tételezzük fel, hogy a zivatar villám produktuma szoros összefüggésben áll az általa begyűjtött levegő fajtájával, típusával. Gondoljunk egy meleg és nedves légterületre, ami egységesen szétterül egy nagy térségben. Természetesen azok lesznek az erős cellák, amelyek képesek ebből a tartományból minél többet „magukba szívni”. Melyek lesznek ezek a cellák? Magától értetődően azok, amelyek elöl haladnak a zivatar-rendszereknél, vagy olyan hátrább haladó cellák, amelyek esetében a mezőnek volt elég ideje helyre állni.E gondolatmenet alapján érdemes megvizsgálni, hogy egy cella élete során milyen elektromos aktivitással rendelkezett és milyen úton haladt, milyen hatásokat szedhetett össze a környezetéből. Egy ilyen elemzéshez első lépésként egzakt módon kell meghatároznunk a zivatarcellákat. Erre alkalmas a TITAN cella azonosító algoritmus, amely a megfelelő feltételek mellett képes ellipszisekkel közelíteni a cellákat, a bemenetként használt meteorológiai radar fájlok alapján. Ha már rendelkezünk a cellákkal, akkor a LINET villámlokalizációs rendszer által detektált villámokat könnyen az egyes cellákhoz rendelhetjük, így megkapjuk az adott időlépcsőre a cella villám-tulajdonságait. Mindezt még tovább fejleszthetjük azzal, hogy megvizsgáljuk a cellák egymás utániságát, vagyis elkészítünk egy cellakövető rendszert. Ennek köszönhetően már az egyes cellák teljes élettartamán vizsgálhatjuk az elektromos tulajdonságokat. Ha ezeket összevetjük a cella által bejárt területtel, akkor tapasztalnunk kell, hogy az előnyösebb úton és helyen haladó zivatarok aktívabbak, mint társaik. A dolgozatban az imént vázoltakat követve vizsgáltuk meg a 2012-es nyár zivatarait, s az elméletet igazoló eredményekre jutottunk. Tehát az előrébb haladó cellák aktívabbak mint a későbbi, őket követő zivatarcellák.

További dolgozatok feltöltés alatt..