DMIs cirkulationsmodel for det danske nærområde hedder HBM (Hiromb-Boos Model).
Modellen er sat op så den dækker Nordsøen, danske farvande, og Østersøen (se dybdekort på figur).
HBM beregner prognoser for havets fysiske tilstand i 3 dimensioner, i et antal faste dybder fra overflade til bund.
Modellen beregner også udbredelse og tykkelse af eventuel havis. Et modul for marin økologi kan tilkobles.
Kode
HBM er en generel Fortran90 kode, som i princippet kan anvendes på et hvilket som helst havområde.
HBM er udviklet til, og specielt egnet til at beregne cirkulation i ret lavvandede områder,
som i dette tilfælde den nordvesteuropæiske shelf. Der er dog visse begrænsninger, således
er HBM ikke egnet som global cirkulationsmodel.
HBM har sin oprindelse i cirkulationsmodellen BSHcmod, som blev
udviklet ved Bundesamt für
Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) i Hamburg, Tyskland, i 1990erne.
HBM har fjernet sig så meget fra dette udgangspunkt, at den må betragtes som
en helt ny kode, som stadig undergår udbygning og revision, i samarbejde mellem DMI og BSH.
HBM er specielt egnet til afvikling på HPC (High Performance Computing) anlæg,
ved en effektiv anvendelse af parallel arkitektur. HBM er afprøvet på en række platforme,
og det er sikret at skift af hardware og/eller compiler ikke påvirker modelresultaterne.
Input
Der er tre typer af input: overfladefelter, punktkilder, og data langs åbne rande. Varmeflux gennem havbunden (jordvarme) er parametriseret.
Overfladen
HBM bliver drevet (forceret) af overfladefelter fra DMIs numeriske vejrmodel
Harmonie. Enhver anden vejrmodel der leverer de samme parametre kan i pricippet anvendes.
Følgende parametre anvendes:
- 10 meter vindstyrke og -retning
- mean sea level lufttryk
- lufttemperatur i 2 meters højde
- luftfugtighed i 2 meters højde
- skydække
HBM beregner fluxe af energi fra atmosfære til hav (mekanisk, stråling, termodynamisk) ved brug af bulk-formuleringer. Vejrmodellens eventuelle output af fluxe bliver med andre ord ikke anvendt, men genberegnet af HBM.
Punktkilder
- Ferskvand fra 846 floder og diffuse kilder
- Næringssalte, (nitrat, fosfat) fra samme floder (optional)
Randdata
- tidevand, baseret på 17 konstituenter
- klimatologisk hydrografi (temperatur, saltholdighed) for hver måned
Data-assimilation
HBM kan
assimilere (løbende inddrage i beregningerne) flere typer af observerede eller beregnede data:
- overfladetemperatur fra satellit
- vertikalprofiler for hydrografi
- daglige randdata for hydrografi
Denne facilitet er endnu ikke taget i operationel brug.
Skedulering
HBM køres hver 6. time, dvs. fire gange dagligt. Hver kørsel producerer en prognose for havets 3-dimensionelle tilstand. Prognosen går 5 døgn frem i tid.
Output
Modellen beregner for hvert kvarter
- vandstand
- havtemperatur
- saltholdighed
- havstrøm
- istykkelse og -koncentration
Temperatur, salt og strøm beregnes for hele vandsøjlen, fra overflade til bund, i op til ca. 50 faste dybder.
Vandstanden ved en række kyststationer beregnes med en tidslig opløsning på 10 minutter.
Modeldata i høj tidsopløsning finder anvendelse internt på DMI. Til eksternt brug anvendes timedata.
Tabel over modeloutput.
DKSS modelopsætning
HBM har syv modelområder
- Nordøstlige Atlanterhav - 2-dimensionel storskala model,
som beregner vandstand som funktion af vind og lufttryk. Genererer randdata
til regional 3-dimensionel model.
- Nordsø-Østersøen - 3-dimensionel regional model med underområder
- Indre danske farvande - fintmasket 3-dimensionel model for farvandene syd for Skagen og vest for Bornholm
- Vadehavet - fintmasket 3-dimensionel model for Tyske Bugt
- Roskilde/Isefjord - fintmasket 3-dimensionel model for Roskilde Fjord og Isefjord (siden 2019)
- Limfjorden - fintmasket 3-dimensionel model for Limfjorden (siden 2021)
- Lillebælt - fintmasket 3-dimensionel model for Lillebælt (siden 2021)
![](figs/dkss2020_setup_all.png)
Model |
NOAMOD |
HBM nordsø-østersø region |
HBM indre danske frv. |
HBM vadehav |
HBM roskilde/isefjord |
HBM limfjord |
HBM lillebælt |
Rumlig opløsning |
6' brd. 10' lng. (6 sømil) |
3' brd. 5' lng. (3 sømil) |
30" brd. 50" lng. (0.5 sømil) |
1' brd. 1'24" lng. (1 sømil) |
10" brd. 10" lng. (0.15 sømil) |
6" brd. 10" lng. (0.1 sømil) |
10" brd. 10" lng. (0.15 sømil) |
Vertikale lag |
1 |
50 |
52 |
24 |
10 |
21 |
42 |
Toplagets maksimale tykkelse |
900m |
8m |
2m |
8m |
2m |
2m |
2m |
Tidsskridt: Barotrop Baroklin Is |
15s - - |
20s 90s 900s |
10s 90s 900s |
20s 90s 900s |
5s 15s 900s |
2.5 20s 900s |
5s 20s 900s |
Atm. forcering |
ECMWF GLM |
Harmonie NEA ECMWF GLM |
Harmonie NEA ECMWF GLM |
Harmonie NEA ECMWF GLM |
Harmonie NEA ECMWF GLM |
Harmonie NEA ECMWF GLM |
Harmonie NEA ECMWF GLM |
Område: længde |
21V-13Ø |
4.1V-30.3Ø |
9.3Ø-14.8Ø |
6.2Ø-10.5Ø |
11.6Ø-12.1Ø |
8.2Ø-10.3Ø |
9.5Ø-10.1Ø |
Område: bredde |
48N-66N |
Østersø: 48.5N-65.9N Nordsø: 48N-59N |
53.6N-57.6N |
53.2N-55.7N |
55.6N-56N |
56.5N-57.1N |
55.2N-55.7N |
Åbne rande |
strålingsbetingelse |
1. NOAMOD surge vandstand
2. Astronomisk tidevand
3. Månedlig T,S klimatologi via et sponge lag
|
nested i regional model |
nested i regional model |
nested i indre danske frv. model |
nested i regional og indre danske frv. model |
nested i indre danske frv. model |