MM5 simulatie van 25 November 2005

31-10-2007 00:32

Inleiding

In dit verslag ligt de focus op een bijzondere weersituatie rond 25 november 2005. De depressie die op deze dag stationair boven Nederland kwam te liggen zorgde voor veel sneeuw en regen, voornamelijk op de Veluwe en in de Achterhoek. Weerinstituten hadden die dag grote moeilijkheden om een goede voorspelling voor die dag af te geven wat betreft de mogelijkheid op sneeuw en de hoeveelheid neerslag. Dit maakt deze dag een boeiende casus om de mogelijkheden van een mesoschaal model als MM5 te gebruiken.

Omdat het een extreme dag was waarbij de voorspelling erg onzeker was, zal het veel uitmaken vanaf welk moment het model begint te rekenen. Een voorspelling van 12 uur van te voren zal betrouwbaarder zijn dan een van 36 uur van te voren. Daarom wordt gekeken of MM5 de situatie inderdaad beter weergeeft wanneer de voorspellingstermijn afneemt.

Er wordt dus gekeken naar de invloed van de initialisatie op een dag met extreem weer en grote verschillen in neerslag, wind en temperatuur. Doordat de verschillen zo groot zijn zal een klein verschil in de beginvoorwaarden grote gevolgen hebben op langere termijn. Hierdoor zal een weermodel pas zeer kort van te voren een vrij zekere voorspelling af kunnen geven voor bepaalde regio’s. Naar aanleiding van het eerdere verslag over de factoren die een rol speelden in het falen van MM5, zal worden gekeken of de verschillen in initialisatie tijdstip inderdaad grote gevolgen hebben voor de voorspelling van 25 november 2005.

Hierbij zal gekeken worden naar de verschillen in ligging van de depressie (aan de hand van de luchtdruk). Ook zullen de neerslaghoeveelheden en de temperaturen tussen de verschillende runs vergeleken worden en worden de oorzaken van de verschillen opgezocht.

Verder zal worden ingegaan op de specifieke fysische processen die lastig te modelleren zijn voor MM5. Het gaat dan om de isotherme laag (Kain et al., 2000) die ontstaat door smeltprocessen, die nog niet goed gemodelleerd zijn in MM5. Van deze laag zal worden bekeken hoe twee vochtschema’s in MM5 met dit verschijnsel omgaan, namelijk het ‘simple ice’ schema (Dudhia, 1993) en het ‘Reisner 2’ schema (Reisner, 1992).

Het model

Om de weersituatie te voorspellen is gebruik gemaakt van het mesoschale model MM5. Het onderzoeksgebied ligt over een groot deel van de Benelux en de Noordzee. Er zijn 3 subdomeinen die elk een fijnere resolutie hebben en daardoor handig zijn op de Veluwe om essentiële hoogteverschillen te zien, aangezien 100 meter in dit soort geval het verschil kan maken tussen regen en sneeuw. Elk van deze domeinen wordt gevoed met data van het domein waarin het ligt. De gridpunt afstanden en het station waarvan de waarnemingen beschikbaar zijn (Deelen, in het kleinste domein) staan in figuur 1. De verticale resolutie van het model is 27 sigma niveaus. Dit betekent dat er altijd 27 niveaus boven het aardoppervlak zitten waarop MM5 rekent.

Doordat weermodellen een gediscretiseerde manier gebruiken om de differentiaalvergelijkingen op te lossen, kunnen er afhankelijk van de beginvoorwaarden hele verschillende oplossingen uit het model komen. Als beginvoorwaarden worden er analysevelden van het ECMWF gebruikt. ECMWF creëert deze analyse van synoptische waarnemingen gecombineerd met statistische en wiskundige nabewerkingen om data te maken die geschikt zijn als input voor een weermodel (Floor, 2002). Tijdens het uitvoeren van MM5 worden de randen van het model ook gevoed met analyse data van het ECMWF.


Fig.1 Overzicht van de grid in mm5

Het voordeel van het gebruik van MM5 als mesoschaal model is vooral te vinden in de grote transparantie van het model. Alle fysische processen staan duidelijk geprogrammeerd en worden uitgelegd. Daarnaast is het betrouwbaarder dan een grootschalig model omdat het fijnere resolutie heeft en daardoor beter in staat is de subtiele verschillen die ontstonden op 25 November te modelleren.

Als parameterisatie van de grenslaag is gebruik gemaakt van het MRF-schema. Voor het convectie-schema van domeinen 1 en 2 is het Kain-Fritsch schema gebruikt en voor domein 3 en 4 het Grell schema. Het vochtschema was Reisner 2, waarover meer wordt verteld in hoofdstuk 2. Deze configuratie zorgde in eerdere simulaties voor goede resultaten en is daarom voor dit onderzoek ook gebruikt.

Synoptische situatie

Op 24 November vormde zich in het zeegebied tussen Ijsland en Noorwegen een depressie. Deze kwam tot stand doordat een diepe trog met grote snelheid de rug verdreeft die boven Europa lag. Hierdoor daalde de luchtdruk boven ons land met bijna 60 hPa in twee dagen Achter deze depressie werd zeer koude polaire lucht aangevoerd, maar door de warme oceaan en Noordzee kon de lucht toch nog een flink stuk opwarmen voor het ons land bereikte.

Het koufront passeerde in de avond van 24 November. Hierop werd op sommige plaatsen al natte sneeuw waargenomen. Vervolgens stroomde er met een krachtige westelijke stroming vochtige Noordzee-lucht het land in. De kern van de depressie trok namelijk vanuit het noorden richting noordoost Nederland, waar hij vrijwel tot stilstand kwam en 2 dagen lang min of meer op 1 plek bleef liggen.

De ingedraaide occlusie (zie figuur 2) zorgde vervolgens in de nacht al voor flink wat regen en natte sneeuw en bleef op 25 November overdag over het midden van het land slepen. De eerste sneeuw werd in het oosten al op 25 November iets na middernacht waargenomen en de volgende ochtend was er plaatselijk al een dun sneeuwdekje. Voorkeursplekken voor drogere sneeuw waren duidelijk gerelateerd aan de topografie, waarbij de Veluwe en de Achterhoek verreweg het grootste sneeuwdek maten.

Fig. 2 Analysekaart van Bracknell, 25 November 2005 00UTC (www.wetterzentrale.com)

Simulatie strategie

Voor het eerste deel van dit onderzoek worden 3 runs gedaan: hierbij wordt de afstand tot het te onderzoeken tijdvak verkleind met tijdstappen van 12 uur. Dit heeft als doel om uit te vinden of MM5 beter in staat is de situatie weer te geven naarmate het te voorspellen tijdvak dichterbij komt. Hoe verder een gebeurtenis weg ligt, hoe groter de kans is dat er door een afwijking in de EMCWF-analyse of een gebrek in MM5 verkeerde voorspellingen worden gegeven.

Om het smeltproces van sneeuw te bestuderen zijn er een twee runs gedaan met hogere en lagere warmteonttrekking door sneeuw. Het oorspronkelijke idee was om de smeltenthalpie (Lf) te veranderen in het simple ice scheme, zoals dat is gedaan in het onderzoek van Kain et al. in 2000. Het smeltproces wordt in het simple ice scheme echter niet gemodelleerd, omdat er wordt uitgegaan van een directe omzetting van sneeuw naar regen bij een temperatuur boven het vriespunt. De code die Kain extra geschreven heeft voor dit proces heeft was niet beschikbaar. Daarom is besloten gebruik te maken van het Reisner 2 schema, waarin de warmteontrekking van het smeltproces wel beschreven wordt. Hoe dit is aangepast staat verderop in dit hoofdstuk beschreven.

Door het smeltproces meer warmte te laten onttrekken kan het gedrag van de isotherme laag worden bestudeerd. Meer warmteonttrekking leidt tot lagere omgevingstemperaturen en een diepere isotherme laag. Hierbij moet worden aangetekend dat de andere variabelen (zoals neerslagintensiteit) wel hetzelfde moeten blijven.

Een andere bijkomstigheid is dat de warmte die onttrokken wordt door smeltende sneeuw evenredig is met de neerslagintensiteit (Kain et al., 2000), waardoor het effect van een onderschatting van de temperatuur onder invloed van hogere neerslagsommen teniet kan worden gedaan met het versterken van het smeltproces. Dit is nuttig in dit geval, aangezien MM5 de neerslag inderdaad bleek te onderschatten en daardoor vermoedelijk dus ook de temperatuur te hoog voorspelde.

Tabel 1 De MM5 runs die gedaan zijn voor dit onderzoek.Hoe het smeltproces is beinvloedt staat beschreven in hoofstuk 5.2.2.

MM5 Run

Initialisatie tijdstip

Smeltproces

Run 1

24 Nov. 2005 – 00UTC

1*

Run 2

24 Nov. 2005 – 12UTC

1*

Run 3

25 Nov. 2005 – 00UTC

1*

Run 4

25 Nov. 2005 – 00UTC

2*

Run 5

25 Nov. 2005 – 00UTC

5*

Winterse neerslag in MM5

Het smeltproces

Op 25 november 2005 was er onder normale omstandigheden geen sneeuw mogelijk. Er was een harde wind uit het westen over een Noordzee met een temperatuur van 12 graden. Hierdoor zouden de normale temperaturen in Nederland ruim boven nul moeten liggen, maar dit was in het midden van Nederland niet het geval. Tijdens het bekijken van de verticale profielen van 25 november 2005 werd duidelijk waar één van de mogelijk oorzaken lag van de lage temperaturen en de sneeuwval. Er bleek namelijk een laag aanwezig (zie figuur 3) vlakbij het aardoppervlak waar de temperatuur veel minder met de hoogte toenam dan kan worden verwacht aan de hand van de adiabatische toename die er normaal gesproken is.

Er zijn een hoop processen die invloed kunnen hebben op het temperatuur verloop. Van de totale temperatuursadvectie kan een opdeling worden gemaakt van de verschillende bijdragen. Het gaat dan om de horizontale temperatuursadvectie, de verticale temperatuursadvectie, de latente warmtehuishouding (waarbij het smeltproces dus ook inzit), de grenslaag/oppervlaktefluxen, het effect van diepe convectie, het effect van straling en horizontale menging. In dit soort winterse situaties zijn voornamelijk de advectietermen en de latente warmtetermen belangrijk

Van deze termen die overblijven, kan de laag niet het gevolg zijn van advectie, omdat er juist aan het oppervlak zachte lucht van zee werd aangevoerd. Het moet dus aan de latente temperatuursverandering gelegen hebben. Voor het afkoelen van een laag zijn er dan twee mogelijkheden: warmteonttrekking door verdamping of warmteonttrekking door het smelten van sneeuw. Of het om verdamping of smelten gaat is in een verticaal profiel te herkennen: bij warmteonttrekking door verdamping komt de temperatuur dichter bij het dauwpunt te liggen terwijl bij warmteonttrekking door smelten zowel dauwpunt als temperatuur in een bepaalde laag dicht bij 0 blijven liggen.

Warmteonttrekking door verdamping heeft hier waarschijnlijk geen rol gespeeld. Hiervoor is een onverzadigd profiel nodig en dit was na de lang aanhoudende neerslag op 25 november niet het geval. Aanhoudende neerslag zal namelijk altijd verdampen in onverzadigde lagen en daarmee dit deel van de atmosfeer verzadigd maken. Een extra aanwijzing voor een isotherme laag was het feit dat er op 25 november grote natte vlokken vielen, wat duidt op een diepe laag waar de sneeuwvlokken hebben kunnen smelten en samenklonteren. In de literatuur is deze isotherme laag al regelmatig onderzocht. Hierbij zijn de profielen uit figuur 3 mogelijk.


Fig. 3 De profielen die bij neerslagtypen mogelijk zijn (Stewart, 1985) en rechts het waargenomen profiel op 25 november 2005.

Vochtschema’s

Om een duidelijk beeld te krijgen wat de invloed is van de microfyisca op de voorspelling van mm5, is het nodig om inzicht te krijgen in de processen die hierbij een rol spelen. De vochtschema’s die in dit verslag gebruikt worden zijn het simpelste (Simple Ice) en het meest geavanceerde (Reisner 2) schema dat er beschikbaar is voor MM5. Het verschil tussen deze twee ligt dus voornamelijk in het aantal beschreven processen.

Neerslag begint in onze omgeving met het vormen van ijskristallen wanneer de omgeving voldoende verzadigd is en er voldoende nuclei aanwezig zijn. Vervolgens kunnen de ijskristallen groeien door aggregatie (botsing met andere ijskristallen), het Bergeron-Findeisen proces (Stull, 2000) en accretie (bevriezen van omringende onderkoelde waterdruppels). Voor de druppels kunnen er ook willekeurige botsingen optreden met omringende druppels (coalescentie). Als de druppel of sneeuwvlok eenmaal valt kunnen er bovendien door botsingen extra hydrometeoren worden ingevangen, die bijdragen aan de groei.

Simple Ice schema

Het simple ice schema is in principe niets meer dan extra code in MM5, die expliciet uitrekent hoeveel vocht er bijvoorbeeld condenseert, uitregent en verdampt. Al de processen die hierboven beschreven staan, worden beschreven en worden bij elkaar opgeteld om te voorspellen hoeveel wolkenwater of ijs aanwezig zal zijn en hoeveel neerslag er zal vallen. Daarnaast worden ook de effecten uitgerekend die deze processen hebben. In het gebied waar condensatie optreedt, komt namelijk latente warmte vrij en in het gebied waar verdamping optreedt, zal warmte worden onttrokken aan de omgeving. Het effect van deze processen op de temperatuur wordt wel beschreven in dit schema, maar dat van het smelten niet. Dit is in de meeste gevallen ook niet nodig aangezien de warmteonttrekkingscoefficient door verdamping vaak een orde van grootte groter is dan die van het smelten (Kain et al.).

Reisner 2 schema

Het Reisner 2 schema neemt naast de processen die eerder zijn genoemd ook nog andere processen mee. In het schema van Reisner 2 (figuur 4) is direct het verschil in complexiteit zichtbaar tussen de twee schema’s. Het belangrijkste verschil zit in de expliciete voorspelling van graupel (compleet berijmde hydrometeoren) en het modelleren van een groot aantal processen, die verder in de bijlage tabel 2 in de bijlage te vinden zijn.

Het smeltproces heeft in het Reisner 2 schema betrekking op zowel graupel als sneeuw. De snelheid waarmee de sneeuw smelt wordt gegeven door de volgende formule:
 (2)
Hierbij is No,s (m-4) de ijskristallendistributie (in welke mate sneeuwkristallen zijn samengeklonterd), Ka (J m-1 s-1 kg) de thermische conductiviteit van lucht, T de omgevingstemperatuur, T0 het vriespunt, Lf de smeltwaarde van sneeuw, ?s een gradient in sneeuwvlokgrootte distributie, as een valsnelheidconstante, ? de dichtheid van lucht, µ de dynamische viscositeit van lucht, bs een valsnelheidconstante. Het deel tussen de haken geeft de snelheid aan waarmee sneeuw wegvalt en het eerste deel de mate waarin het smelt. Voor het smelten van graupel is er een zelfde formule, maar dan met andere constanten die betrekking hebben op graupel:
 (3)
Door deze formules te vermenigvuldigen met een bepaalde factor zal het smeltproces versnellen of vertragen, waardoor alleen de snelheid waarmee warmte onttrokken wordt veranderd. Dit zal ertoe leiden dat de isotherme laag ofwel geconcentreerd wordt in een dunnere laag (bij een factor >1) of uitgesmeerd over een diepere laag (bij een factor <1). In dit onderzoek willen niet de snelheid van het smeltproces veranderen, maar de hoeveelheid energie die er aan de lucht onttrokken wordt.
Om deze hoeveelheid energie te verhogen zal de formule, die latente warmteverandering ten gevolge van faseovergangen berekend, beïnvloedt moeten worden. Daarom zal in die formule (zie formule 4), het smeltproces aangepast worden zodat dit meer energie kost.  Hierdoor zal er in totaal meer warmte worden onttrokken tijdens het smeltproces, waardoor de isotherme laag hopelijk beter gemodelleerd zal worden. De Psmlt in formule 4 is dus vermenigvuldigd met de factor zoals die staat weergegeven in tabel 1.
(4)


Resultaten

Verschillen door de initialisatie

Allereerst wordt gekeken naar de verschillen die zijn ontstaan bij de 3 runs met 12 uur tijdsverschil tussen het initialisatie-tijdstip. Run 1 geeft de situatie weer zoals die is beschreven in het eerste onderzoek en run 2 bleek daar nauwelijks van af te wijken wat betreft luchtdruk-, wind- en neerslagpatroon (zie figuur 6). Run 1 & 2 hebben beiden een depressie die wat betreft isobaren over midden Nederland west-oost georiënteerd is, terwijl de analyse van het ECMWF meer zuidwest-noordoost georiënteerde isobaren laat zien. Ook is de kerndruk op de analyse (974hPa) lager dan de kerndruk die mm5 voorspelt (976hPa).
In run 3 zijn de verschillen ten opzichte van run 1 en 2 plotseling groot. MM5 voorspelt nu een groot gebied met een vlakke luchtdrukverdeling over een groot deel van Nederland. Verder is de neerslag intensiteit over 25 november een stuk hoger, waardoor er uiteindelijk bijna 2 keer zoveel neerslag valt (zie bijlage figuur 10). Run 3 komt daarmee meer in de richting van grote hoeveelheden neerslag die er op de Veluwe vielen (tot 60 mm). Run 3 overschat de neerslag nu zelfs en komt tot plaatselijk 70 mm, terwijl run 1 en 2 maximaal 40 mm gaven.
Bovendien leidt de andere luchtdrukverdeling tot een veel lagere windsnelheid (ruim 10 m/s minder, zie figuur 11 van de bijlage) rond de Veluwe. Deze lagere windsnelheid heeft waarschijnlijk gevolgen voor de temperatuur: deze ligt in het binnenland gemiddeld over 25 november ruim een graad lager dan in run 2. Volgens vergelijking 1 is de temperatuursadvectie namelijk belangrijk voor het verloop van de temperatuur: die zal in dit geval kleiner zijn aangezien de windsnelheid vanaf de warme Noordzee een stuk lager is. Daarnaast zal ook de grotere hoeveelheid neerslag bijdragen aan een lagere temperatuur in het binnenland.
Een verklaring voor dit grote verschil is mogelijk te vinden in de mesoschaal situatie die een smeltsituatie met zich mee kan brengen. Een situatie waarbij smelten belangrijk is kan namelijk leiden tot vorming van een naar beneden gerichte stroming in de sneeuwzone en een opwaartse stroming nabij de sneeuw/regen grens. Die resultaten ondersteunden het idee dat hevige neerslag nabij een sneeuw/regen grens het gevolg is van smeltprocessen (Szeto et al., 1987). Hiermee zouden de hogere neerslagintensiteiten kunnen worden verklaard.
De vraag is of dit proces hier ook een rol heeft gespeeld, aangezien de situatie op deze dag zeer dynamisch was. In de radarbeelden van die dag (zie figuur 12 in de bijlage) valt namelijk te zien dat er in het front een golf of buiencluster ontstond, die mogelijk ook zorgde voor het andere luchtdrukpatroon en daarmee voor een meer aflandige wind. Bovendien kan dit de extra hoeveelheden neerslag hebben veroorzaakt en de lagere windsnelheden die ook al in run 3 van MM5 werden waargenomen. Dit laatste komt doordat er in het zadelgebied tussen de twee depressiekernen minder wind kan komen te staan door de kleinere luchtdrukgradiënt.
In de berekeningen voor het gridpunt Deelen is er ook een groot verschil tussen run 2 en 3: er is een plotselinge daling zichtbaar wanneer de neerslagintensiteit toeneemt rond 17UTC. In dit tijdvak ontwikkelt zich plotseling een isotherme laag, blijkt uit de verticale profielen (zie bijlage figuur 8) en verderop in dit hoofdstuk). In het tijdvak van 14 tot 16UTC kan men waarnemen dat de laag met temperaturen rond de 0 graden plotseling uitgroeit tot aan de grond. 

(IMAGE)

Fig. 6 V.l.n.r: Voorspelling voor 25 November 18UTC: MM5 output met als initialisatie-tijdstip 24 November 00UTC, 24 November 12UTC en 25 November 00UTC en rechtsonderin het ECMWF analyseveld. In deze plaatjes is de luchtdruk (in hPa, zwarte lijnen), windsnelheid en richting (in m/s, windvectoren). Het analyseveld laat de depressie meer ZW-NO terecht komen waardoor de wind meer aflandig is.


Vorming van de isotherme laag in MM5

Uit de verticale profielen (figuur 8) blijkt dat de isotherme laag dus pas veel te laat vormt in MM5. Slechts gedurende 3 uur komt de temperatuur in Deelen in run 3 onder de 2 graden uit, terwijl de isotherme laag volgens de observaties al veel eerder moet zijn ontstaan en gedurende een groot deel van 25 november in stand bleef. Bovendien valt er in run 3 in het tijdvak met de isotherme laag ruim 30 mm in 2 uur tijd, zodat het logisch dat er een isotherme laag ontstaat. Hieruit blijkt dat MM5 nog moeilijkheden heeft met deze laag.
Door nu de latente warmte van het smelten te verdubbelen volgens de procedure beschreven in hoofdstuk 5.2.2 kan worden gekeken of er in dit geval een accuratere voorspelling wordt gegeven. In figuur 7 zijn de temperaturen aan het aardoppervlak die voorspelt zijn door MM5 samen met de observaties in dezeflde figuur geplot. De temperaturen liggen in het geval van verdubbeling van het smeltproces (groene lijn) niet veel lager.
In de periode dat er neerslag valt ligt de temperatuur weliswaar iets lager, maar in het tijdvak met intensieve neerslag ligt de temperatuur juist hoger dan in de onaangepaste run. Dit valt te verklaren doordat er in dat tijdvak in run 4 ook minder neerslag valt in een zone over midden-Nederland. Blijkbaar heeft het verdubbelen van de smeltwaarde dus ook invloed op de neerslagvorming. Dit hangt weer samen met het probleem dat ook al in hoofdstuk 2.1 werd beschreven: het is lastig in het Reisner 2 schema één variabele te veranderen zonder dat er meteen andere dingen beïnvloed worden.
In de run waar de warmteonttrekking door het smeltproces vervijfvoudigd is (blauwe lijn, figuur 7), zijn de resultaten wel aanmerkelijk beter wat betreft de temperatuur aan de grond. In de meeste gevallen ligt de temperatuur rond de waargenomen waarden. Verder blijken de temperaturen een vrije logische respons te volgen op de neerslagintensiteit (zie figuur 13 in de bijlage). Wanneer de neerslagintensiteit toeneemt, daalt de temperatuur ook. Vervolgens stijgt de temperatuur langzaam nadat het bijna droog wordt.
De verticale profielen (zie bijlage figuur 9) laten laten zien dat het aan de grond inder veel koeler is dan in run 3. De temperaturen hogerop in de atmosfeer lijken ook lager te liggen. Dit is niet zoals verwacht werd. De extra afkoeling zou vooral geconcentreerd moeten zijn in de laag waar de sneeuw smelt. Blijkbaar berekent MM5 de warmteonttrekking verspreid over een diepere laag, of zorgt het dat de koude lucht snel wordt gemengd over de grenslaag.
Hoewel de temperatuurvoorspelling aan de grond dus aanmerkelijk beter wordt, is dat voor de neerslagvoorspelling niet het geval. De hele neerslagzone lijkt in deze run een stuk zuidelijker te trekken, waardoor Deelen een stuk minder regen opvangt. De grootste hoeveelheden (tot 40 mm) vallen nu rond de grote rivieren. Mogelijk zouden de temperaturen met grotere neerslaghoeveelheden dus nog meer richting de geobserveerde waarden gaan. In de weergave van een station met de grootste neerslaghoeveelheden (Nijmegen, bijlage fig. 13) blijkt dat daar de temperaturen inderdaad nog lager liggen, namelijk onder de 1 graad in perioden met neerslag.

Fig. 7 Grafiek met de verschillende verwachtingen van de temperatuur (y-as) aan de grond en  op de x-as het aantal uren vanaf 24 November 2005 00UTC.
De waarnemingen voor het station Deelen (rood) 3 runs met verschillende starttijden voor het gridpunt Deelen  (paars, rose en geel) 2 runs met een verhoogde warmteonttrekking door smeltende sneeuw (groen en blauw). Opvallend is de daling rond tijdstap 41 die in de mm5 run 3 ontstaat door de grote hoeveelheden neerslag.


Conclusie en discussie

In dit verslag is er doormiddel van MM5 geprobeerd meer grip te krijgen op het voorspellen van de extreme omstandigheden van 25 November 2005. In een vorig onderzoek werd duidelijk dat de temperatuur- en neerslagvoorspellingen niet overeenkwamen met de werkelijkheid. Door te kijken naar de verschillende initialisatietijdstippen werd gekeken of de voorspelling beter werd naarmate de voorspellingstermijn kleiner was. Hierbij werd gebruik gemaakt van de schema’s die in het vorige onderzoek de beste resultaten gaven.
De verschillen tussen run van 24 november 2005 12UTC en die van twaalf uur later waren nihil. De run van die nog 12 uur later begon kwam echter met twee keer zoveel neerslag en een kortstondige daling van temperatuur. Hierbij bleek de isotherme laag die al gesignaleerd was in de observaties nu ook in de verticale profielen van MM5 zichtbaar. Uit de verticale profielen bleek dat deze laag verantwoordelijk is voor het falen van de temperatuursvoorspelling in de onderste laag van atmosfeer.
Dit probleem kon worden aangepakt door de hoeveelheid warmte die het smelten van sneeuw onttrekt te verhogen. Hiermee kan het smeltproces in het Reisner 2 schema sterker worden gemaakt, zodat zich eerder een isotherme laag vormt. Bovendien kan het effect van extra neerslag worden gesimuleerd, aangezien onttrokken smeltwarmte evenredig is met de neerslagintensiteit.
De resultaten die het verveelvoudigen van de warmteonttrekking van het smeltproces gaven, waren beter dan de controle run. De verdubbeling van de warmteonttrekking had nog weinig effect. Dit kan onder meer te wijten zijn aan het feit dat ook de neerslaghoeveelheden lager werden door het veranderen van de smeltparameters of andere negatieve terugkoppelingen.
Bij een vervijfvoudiging bleken de resultaten wel beter: het onderste deel van de atmosfeer werd een stuk kouder. Dit bleek zowel uit het temperatuurverloop met de tijd, als in de verticale profielen. Bovendien leek de mate waarin neerslag voor een daling van de temperatuur zorgde beter overeen te komen met de werkelijkheid. Een nadeel was wel dat er minder neerslag was en de hele occlusie zuidelijker leek te trekken.
Daarnaast werd de extra warmte niet alleen in de laag met temperaturen boven nul onttrokken. Hogerop in de atmosfeer lag de temperatuur ook ongeveer 2 graden lager dan in de run zonder extra warmteontrekking. Dit kan het gevolg zijn van terugkoppelingen in het Reisner 2 schema. Om het effect van een isotherme laag echt goed te modelleren lijkt het daarom logisch om dit proces te isoleren in het Reisner 2 schema, zodat er geen terugkoppelingen zijn die de grootschalige situatie beinvloeden.
Vanwege de vele terugkoppelingen is het Reisner 2 schema niet het meest geschikt om de invloed van dit soort specifieke processen te bekijken. Er zijn hiervoor teveel terugkoppelingen in het schema die leiden tot onverwachte resultaten. Het is wel duidelijk dat zelfs een meer verfijnd vochtschema als Reisner 2, geen goede resultaten geeft in dit soort situaties wat betreft het voorspellen van sneeuw. Door het aanpassen van smeltwarmteonttrekking leken de voorspellingen voor deze specifieke casus beter te zijn.
Meer situaties uit de praktijk zullen moeten uitwijzen of de vochtschema’s in MM5 het proces van smelten van sneeuw inderdaad onderschatten. Hiervoor zullen meer situaties moeten worden bestudeerd waarbij het smelten van sneeuw een essentiële rol speelt. Voor de maatschappij en waarschuwingen van weerbureaus is sneeuw toch (één van) de belangrijkste parameters, omdat er veel chaos kan ontstaan als de verwachting niet goed is.