Bølgemodel
DMI-WAM
English version
DMI-WAM
DMI beregner prognoser for havbølger med den 3die generations spektrale bølgemodel WAM Cycle4.5 [Günther, Hasselmann and Janssen, 1992], koblet til DMIs numeriske vejrmodel DMI-HIRLAM og den globale vejrmodel ECMWF/GLM.

Metode
WAM Cycle4.5 løser den spektrale bølgeenergiligning. Bølgeenergien bliver beregnet som funktion af position, tid, bølgeperiode og retning. 'Rigtige' bølgeparametre (højde, periode, retning, dønning, sø, ...) beregnes ved at integrere energispektret op på passende måde.

Energikilden til bølgerne er overfladevinden, som bruger en del af sin energi på at sætte havoverfladen i bevægelse. Bølgerne mister energi igen ved at de brydes. Det sker både på dybt vand (white capping), og nær kysten, når bølgerne kommer ind på lavt vand. Bølgerne mister også energi ved friktion mod havbunden. Bølgeenergien bliver omfordelt rumligt ved propagation og ved refraktion mod havbunden, og spektralt ved ikke-lineær bølge-bølge vekselvirkning.

Havis er inkluderet i modellen, men bølge-strøm vekselvirkning er ikke. Vanddybden regnes for at være uforanderlig. Effekter der skyldes tidevand eller høj/lavvande på grund af storme, beregnes således ikke af denne model.

Afvikling
DMI-WAM bliver kørt 4 gange om dagen. Platformen er DMIs Cray-XC, der er en særdeles kraftig supercomputer. DMI-WAM anvender 144 processorer (9 16-core Cray cpu'er).

DMI-WAM kørsler
Analyse 00z 06z 12z 18z
Prognoselængde 5½ døgn
Forcering Hirlam SKA
ECMWF
Kørselstid 45 min

Bølgeprognoser
DMI-WAM output er en prognose for bølgehøjde, retning og periode, samt andre bølgeparametre, med værdier for hver time. Alle prognoser gemmes i DMIs tape-arkiv i GRIB format.

Find prognosen på DMIs websteder

Farvandsudsigter
Havprognoser
ocean.dmi.dk

Tabel over modeloutput.

Modelopsætning
DMI-WAM har tre geografiske områder: Nordatlanten, Nordsøen og Østersøen, og Danske Farvande. Områderne er koblet sammen, hvor de modtager bølgeenergi fra hinanden. (se figur og tabel herunder).

En stand-alone model for Røde Havet er termineret Maj 2014.
En NV Stillehav / Gule Hav opsætning er termineret Juli 2014.
En stand-alone model for Middelhavet er termineret Dec 2016.

DMI-WAM modelområder
model nordatlanten nordsø-østersø danske farvande
gitterafstand 1/4°
(ca. 25 km)
1/20° brd.
1/12° lng.
(ca. 5 km)
1/100° brd.
1/60° lng.
(ca. 1 km)
tidsskridt for advektion 2 min 30 sec 10 sec
tidsskridt for kildeled 6 min
antal retninger 36
antal frekvenser 35
havpunkter 47457 92314 139639
længde 69V-30Ø 13V-30Ø 7Ø-16Ø
bredde 30N-78N 47N-66N 53N-60N
forcering ECMWF GLM hirlam SKA
ECMWF GLM
hirlam SKA
ECMWF GLM
rande JONSWAP indlejret indlejret
dybdekort Rtopo Rtopo/IOW/GEO Rtopo/GEO/KDI

Revisioner.

Dybdekort
Basis dybdekort er den globale Rtopo 30" x 30" bathymetri. I Nordsø-Østersø området og Danske Farvande området kombineres Rtopo med lokal dybdeinformation fra flere kilder.

Modelrande
Modellen for Nordatlanten anvender JONSWAP vind-sø spektret langs de åbne rande. Nordsø-Østersø modellen er indlejret i den grovmaskede Nordatlantmodel, og anvender spektre fra denne model, interpoleret i tid og rum, langs de åbne rande. Modellen for Danske Farvande er på samme måde indlejret i Nordsø-Østersø modellen.

Bølgespektret
Energispektret er diskretiseret i 36 retninger (10° opløsning), og 35 frekvenser, hvilket giver i alt 1260 bidrag til den samlede bølgeenergi i hvert gitterpunkt. Frekvenserne svarer til bølgeperioder på 0.94-23.94 sekunder, og bølgelængder på 1.37 - 895 meter (på dybt vand). For at undgå overdrevne skyggeeffekter fra øer, er de spektrale retninger drejet væk fra hovedkompasretningerne. Den spektrale energi har en mindsteværdi svarende til en bølgehøjde på 7 cm. Dette parameteriserer kapillarbølger, og sikrer at bølgerne kan vokse hurtigt nok op fra en rolig starttilstand. Dybde-induceret brydning af bølger (metoden taget fra SWAN modellen) er aktiveret i Nordsø-Østersø området og Danske Farvande området. Denne mekanisme er slået fra I Nordatlantmodellen, da dybdeinformationen ikke skønnes at være præcis nok.

Opstart
DMI-WAM er koldstartet en gang for alle ved brug af fuldt udviklet sø. De følgende modelkørsler bliver startet op fra tilstanden 6 timer inde i den forrige kørsel.

Vind
10 meter vinden tages fra DMIs limited area numeriske vejrmodel DMI-HIRLAM, version SKA, med 3km rumlig opløsning og 1 times tidslig opløsning. For prognoser ud over 2½ døgn anvendes globale ECMWF prognoser, med 16 km rumlig opløsning og 3 timers tidslig opløsing. For at formindske orografiske kysteffekter anvender DMI-WAM en speciel 'vand-vind', hvor det antages at overfladens ruhed overalt svarer til vands. Derved anvendes den marine vind helt ind til kysten, hvilket giver en stærkere vind i kystzonen i indelukkede havområder. Denne metode anvendes kun i DMI-HIRLAM, altså den første del af prognosen, ud til 2½ døgn.

Is
Isdækket er et dagligt OSISAF produkt, altså radarobservationer, som er indkodet til vejrmodellernes gitter. Opløsningen i det originale datasæt er ca. 10 km. Områder med tætpakket havis regnes for land. Et gitterpunkt anses for dækket af is, når iskoncentrationen ved start af kørslen er 30% eller mere. Isdækket regnes for konstant i hver enkelt modelkørsel.

Dokumentation
Se DMIs tekniske rapport DMI-WAM Version 4 (pdf), maj 2003.

Verifikation
Vi verificerer DMI-WAM løbende/halvårligt mod bøjedata, og halvårligt mode satellitdata. DMI-WAM deltager også i en sammenlignende verifikation, som automatisk udarbejdes hver måned ved ECMWF og vises på Jcomm (Joint WMO-IOC Technical Commission for Oceanography and Marine Meteorology) hjemmesiden.

DMI verifikation
Jcomm verifikation

Arkiver
DMI-WAM blev taget i brug medio 1999. Output er arkiveret siden april 2000, men ikke alle modelområder er med fra starten. For det danske nærområde er perioden 2003-2013 genkørt med den sidste nye version af DMI-WAM.

Statistik
Hyppighedsfordeling af bølgehøjde baseret på 1-7 års DMI-WAM output. Se siden for bølgestatistik.
....................

Jacob Woge Nielsen - 13. marts 2017