Project "gelaagde Noordzee 81/82": Meteorologische waarnemingen 1982

Project "gelaagde Noordzee 81/82" meteorologische waarnemingen 1982

H. M. van Aken nov. 1983

Inhoud

Inleiding

2 De meteorologische waarnemingen en de fluxen 3 Mei 1982

9 A~gustus 1982

15 September-oktober 1982 21 Referenties

- 1

-Inleiding

In het kader van het onderzoek naar de thermische stratificatie in de Noordzee werden in 1982 met het m.s. Tyro drie onderzoekstochten uitgevoerd op de

Noordzee, in mei, augustus en eind september tot begin oktober. Deze tochten concentreerden zich rond het "centrale punt" op 54030' N, 4030' O. De gedu-rende deze reis ingenomen posities zijn beschreven door van Aken (1983).

Gedurende deze reizen werden standaard meteorologische waarnemingen uitgevoerd ("SRlP") terwijl tevens uurlijks de kortgolvige straling werd gemeten. In dit verslag worden deze waarnemingen grafisch weergegeven en tevens het hieruit berekende energiebudget van het zeeoppervlak en de windschuifspanning. Tevens wordt per tocht een aantal markante zaken i.v.m. de synoptische situaties

- L

-De meteorologische waarnemingen en de fluxen

In dit verslag worden de volgende gemeten grootheden gepresenteerd:

- De windsnelheid in mis, gemeten m.b.v. een anemometer op de voorste kraan be~

vestigd.

- De windrichting, geschat door de meteorologische waarnemer.

- De windvectoren, samengesteld uit windsnelheid en -richting, waarbij volgens

meteorologische conventie de vector wijst in de richting waar de wind

van-daan komt.

- De luchtdruk a.n mbar, gemeten met een aneroïde barometer op de brug.

- De luchttemperatuur in oe, gemeten op de brugvleugels met een slingerpsychrome-ter.

- De dauwpuntstemperatuur in oe, afgeleid met tabellen uit de droge- en

nattebol-temperatuur, beide gemeten op de brugvleugels met een slingerpsychrometer. De significante golfhoogte in m en golfperiode in s van de zeegang, geschat door de waarnemer.

- De bewolkingsgraad, geschat door de waarnemer.

- De windschuifspanning in N/m2, bepaald met een-bulkformule met

windsnelheid-en stabiliteit-afhankelijke schuifspanningscoëfficient, zoals beschreven door

Kleverlaan (1982).

- De inkomende kortgolvige straling, Q , in W/m2, gemeten met een stralingsmeter

s

opgesteld op het dekhuis achter de brug.

- De netto infrarood uitstraling, R, in W/m2, bepaald met een ~ngstrom-forrnule

en een parabolische correctie voor terugstraling door wolken, ,zoals beschreven

door Kleverlaan (1982).

- De turbulente flux van voelbare warmte van de zee naar de atmosfeer, H, in

2

Wim, berekend met een bulkformule, zoals beschreven door Kleverlaan (1982).

- De turbulente flux van latente warmte, vanuit zee naar de atmosfeer, berekend met een bulkformule, zoals beschreven door Kleverlaan (1982).

2

Het totale energiebudget van het zeeoppervlak, (l-a)Q - H - LE - R, in Wim.

s

Hierbij is a het albedo, waarvoor een waarde a = 0.07 werd gebruikt.

Bij de in de grafieken weergegeven tijdas staan de verticale streepjes op het

- 3

-Mei 1982

Van 5 mei tlm 13 mei en op 17 en 18 mei bevond het m.s. 'Tyro zich ~n de omgeving

o 0

van het centrale punt op 54 30' N en 4 30' E.

Van I tlm 9 mei bevond de Noordzee zich onder de invloed van depressies op of ~n

de omgeving van de Noordzee.

De hierbij optredende windsnelheden waren vaak groter dan la mis met richtingen

die varieerden met de synoptische situatie. De relatief lage bewolkingsgraad op

I tlm 5 mei ging samen met een hoge instraling, terwijl op 6 tlm 9 mei de

in-straling relatief laag was t.g.v. de dichte bewolking. De significante golfhoog

-te varieerde in die periode tussen de I en 4 m. Tussen la en 13 mei bevond de

Noordzee zich onder invloed van een hoge-drukgebied, gekenmerkt door lage

wind-snelheden, weinig zeegang en een relatief hoge instraling. De

zeewatertempera-tuur vertoonde ~n deze periode een duidelijke toename en een sterke dagelijkse

gang. Vanaf 14 mei wordt het hoge-drukgebied zwakker en komt de Noordzee onder

invloed van een depressie west van Ierland. Op 14 en 15 me~ is de instraling

laag t.g.v. de hoge bewolkingsgraad terwijl vanaf 16 mei de bewolkingsgraad weer

lager is en de instraling hoog, wat zich uit in"een toename van de

zeewatertem-peratuur.

De gemiddelde instraling, (l-a)Q , voor I tlm 17

s 2

van voelbare warmte, H, bedroeg -I Wim, de flux

22 W/m2 en de netto uitstraling, R, 65 W/m2. De

oppervlak in bedroeg over die periode 125 W/m2.

2

mei bedroeg 211 Wim, de flux

van latente warmte, LE, totale energieflux het

zee- >-.-~

-o

El ~ 0

c

~

~:J~

-

2

>

+J

o

"'C ~

.

S

.

k

~ "'C "'C

.

S

'"

~

j"

... IQ

)

- 4 -EI

I I

t

-=

\

IJ') s, 0 +I 5 U 111 i <,

;s-

~ _E

>

0 "'0 C ~ - 5

>-«

L:

0 -I I I I 0..

E

~ ...

_{_1_-}

-

...

₁ ;::...~ , ._, -,,, .3 ----_:. ..

2::~

'

" ~..__:c-_:a... --.=--- -~ "_")~~ '--) .... '-~ 1 r:" c:..._~ "'1:-'

'

''

_.

_,

~

...

_--

-

...._,

1 , 4;~,

<,

-~

--.,.:::----_":.";... "'-, ----~.~~'~~::1. -;:.::::.-...

~~;~----~,

~_

..._:~~... I ~~~" i

~-:!

" -' '----::::::.

!.""~--

-

-

-'1

,----

_

:;---

~-.._----..

_--_-_-_;

.'

.

~~

---, "

_;:~---:.

, :'5.--1

,

... _"

,

._~::;.==:~:::_---;~~:::::;:::==:::

~

r::::::::__

"--.. r...__:---- ..

s-

>-<{

-

:=E

'"

wave height

--peri ad

-

--

-

-

-., " : I, , , .1

L.

_.

.

,

._

..,

f L,r+» " , , , I' I ' --, , '-_- -, , .1 I, ---" I ---, ,--- I " ' , ~u_u_.,r=: , • L , •.., "

I

L•••• - "LJ - , " " • 0 .. I 'I I '~I Ir ~ : I Ai I (I ,ft ," ,ft ~ I I H I ,~ I I __ u " 1'1 I I l _ _ _ Ol

t

t

I _ _ ::E

__I;

fi

f

-

-

--"

"

"

•

.

.

i~

1 2 3 'I 5 B

f ~ff\\

7 8 9 10 11 12 13 1'1

~ f

15

JAAL.[

18 17 18

f

MAY

wind stress

T dl,

Ut

l

1.

L" ,/

'1

l

V'

L

L "\.

4'/

V\.. ):'"

J

.!::---

~

.

':!

.L"'"

'

~L

c'\

6 ~

I -..J

-

~

-I I ~ I Vl I ~

o

_~ I

z

W

." I..Ja:

005-a:

I

W

..J

::r:

I Vl (1

...

C

-...,

005 9 005

-Augustus 1982

Van 8 augustus t/m 15 augustus bevond het m.s. Tyro zich in de omgeving van het centrale punt.

Tot 6 augustus stond de Noordzee onder invloed van zwakke lage drukgebieden boven België en Zuid-Engeland en een hoog boven de Noorse Zee. Hiermee gingen zwakke oostelijke winden gepaard. Vanaf 7 augustus waren er voortdurend opeen-volgende depressies op hogere breedten, die relatief sterke winden veroorzaak-ten uit voornamelijk westelijke richtingen. Bij verschillende frontpassages in die periode daalde de dauwpuntstemperatuur in de van oorsprong polaire lucht

o

tot ongeveer 10 C beneden de zeewatertemperatuur, wat, met de relatief hoge windsnelheden, aanleiding gaf to~ hoge waarden van de latente warmteflux, LE. Dit had tot gevolg dat van 10 t/m 15 augustus het totale warmtebudget van het zeeoppervlak negatief was. De relatief hoge windsnelheden vanaf 8 augustus gaven aanleiding- tot uitdieping van de oppe~lakte-menglaag. Beide effecten verzorg-den de daling van de zeewatertemperatuur die vanaf 8 augustus kan worverzorg-den waar-genomen.

De gemiddelde instraling (l-a)Q voor 4

s 2

flux van voelbare warmte, H, 9 Wim, de flux

en de netto uitstraling, R, bedroeg 54 W/m2•

ter in bedroeg over deze periode 18 W/m2.

2

t/m 17 augustus bedroeg 174 Wim, de

2

van latente warmte, LE, 93 Wim

zeewa-I

jI ~~

I~

I

I

r

_\

"..

~ EI

ç

C 0 ~

o

ti

Col s, Ei]

:a

1J

c

~

>-~

o

_I

0 Col

_I

I

M

lil

>

1J

I

c

~I~ •

.

,_ ~

...

'"

0 0

s

/

w

- JU

-- 11 -~ t..

:::s

IJ) IJ) ~ IJ) c, c,

a.

0 +J U VI ~ <,

>

E <=> 1J C ~

JL

....

~

...

,_

..

_.

__

.

__

.,

,

---';:::::~

,-- j---1

-'._

~~---J

J---r---~;~ C ••• --:r ,----I .r::

-

'

"'---

--_

~-A , ...~:,

.-.-"

---_

..

'...

---:::~~~

.

::F _.:'--:~!i;:

---_:

---

~~:::::::~:::.---

-

---~:~~~

.,:.;:.___;;;:=",:,.-:1

----~::::.

J-'

=:.::~,.-

_.

_,

---_._---_

.

_---

..

:..~;----'r

_...:===-=_._-

-

---~:~~~::~~

c:~~~;:~~~

...--:::;;;;;;~~::

.-

'I"~-:-_

_...

-

_

~

I

''''--:';1-..,;;::. __ "

.

---_

.. I

~~-~-

--

-

a.

_E

(\)

- 13 -o

-

-

-

------ ...j 1 I : I I • __' 0--L 1 L..':::;-"--

---

~

.---o 1 I I -r" I o I I r-::::::O I I ...

_---

..

r

-'

-

-

0

_-

1 , ---...

-

.

I --j I I I I I I _.1 I o I

..

_~

... ...,-0

..co

ort: '~ ~

..ca..

~

>

o

~ I

,--o ,._~ CD I o

1...

_-

--r-..! o I o on I

.-

-o I L.._. 0_, ,_.J I I o

-

--o 1 0 SS3NlanlJ1:J

1'+

-.,

IDlI _o

a::

I/) _I

0

W _J '. -I

.,.,

,-I ....

_

I I/)

0

...-...

0 I

.

-w

a::I_J 005-

oos-- 15

-September-oktober 1982

Vanaf 19 september tlm 30 september bevond het m.s. Tyro zich 1n de omgeving

van het centrale punt.

Gedurende de gehele periode was de luchtdruk boven het Europese continent

rela-tief hoog terwijl boven de Atlantische Oceaan, de Britse eilanden, en de Noorse

Zee opeenvolgende lage-drukgebieden het weer op de Noordzee beïnvloedden. De

wind was daarom relatief sterk en in het-algemeen zuidelijk, behalve na twee

frontpassages op respectievelijk 21 en 29 september, waarna gedu~ende ongeveer een etmaal de wind uit noordelijke richting kwam. De relatief droge lucht (laag dauwpunt) van polaire oorsprong na frontpassages zorgde voor een relatief hoge flux van latente warmte.

Vanaf 21 september was het warmtebudget van het zeeoppervlak daarom negatief. De uitdieping van de menglaag, samen met dit negatieve warmtebudget

veroorzaak-ten een afname van de zeewatertemperatuur vanaf 20 september.

Vanaf 16 september tlm 1 oktober bedroeg de gemiddelde instraling, (l-a)Q ,

2 2 s

105 Wim, de flux van voelbare warmte 6 Wim, de flux van latente warmte, LE,

80 W/m2 en de netto uitstraling, R, 57 W/m2. Het warmtebudget van het

wind velocity

18

2

OCT.

wind direction

I!lID

I!l

~[8IJ

I

I3.I!lI!l ~ •

.. A,,.I1IIBl I!ll!l I!l I!l ~~

[8IJ~ .. ~ ~ ~ ~~ ~.uJ- ~ frIISw-~

[8IJ ~ ~ ~ o 16. 2

OCT.

..

-er

wind vectors

~

...

,~

10 mis

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,I,'

"

,

~

,

,

~ v ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 2

SEPTEMBER

'!

aCT

pressure

i

111 -...J

.

_+& -

---:;

_~:-~

---~

__,.-

_{_---}

-

_:==:::~~

...

_....:_::..:_-_t::. __...,

....

~

t-

-<.:.~-;..

_....

..

~

...

-_-_-

__

~ ~:;;::

-·~:i...

, -_.a---'2'

_{~--_}

..

,---_:=.

wave height

per-led

---

-111 17 f\ r, I .-, ft ,----. ~ )1 , "" ,

r '

.-,

fi

,--,,_

r' ••,-, , ,.-, ., , '" \. I' , r-J ., I .-- - .., ,----, fl -- ...-' ,_ r''' I ...,-__) : , ': ", , , t, •'b I r' 'I '--,' v \ _J , .--- L! , , I' , ' r " • ï\

r-,

~'--.

.-.! -.

t'

.

.J ~~ --- ..-, .--! ,-. -- J '-, , J \ ~ \

:

\-1

::

--"

f

1

ol .,,, AA I '-v-..,....--I\ , ,...-,

ï---

J \

t

re.

I

~~DO~

I

SEPTEMBER

.

I

aCT

wind stress

1" 1.0

~,_{I 18} I_{7. 111}I _IQI I I I I I I I I I I I

l

I I IV'II ,.... ..."'\ _ _. _ _ ... ... _.. 60"1 "'" ('ol

=

z:: ~

(l-a)Q5 -H- LE - R

~,18 17I t8I IQI ""I ftI. ~1.1_ _I _.I _I __I _~I _I _I __I

l

_I I r-, .c

21

-Referenties

Van Aken, H.M., 1983

Projekt "gelaagde Noordzee 81/82", CTD waarnemingen 1982

IMOU-verslag V 83-8

Kleverlaan, E.J.A., 1982

Meteorologische omstandigheden tijdens projekt gelaagde centrale Noordzee,

1981