Regionale Reanalysen

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Jürgen Frei
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1 Regionale Reanalysen Frank Kaspar mit Beiträgen von Andrea Kaiser-Weiss, Michael Borsche (DWD) sowie dem Hans-Ertel-Zentrum für Wetterforschung Teilbereich Klimamonitoring, Universität Bonn

2 the Climate Change service shall provide information to increase the knowledge base to support adaptation and mitigation policies. It shall in particular contribute to the provision of Essential Climate Variables (ECVs), climate analyses, projections and indicators at temporal and spatial scales relevant to adaptation and mitigation strategies for various Union's sectoral and societal benefit areas. (Copernicus regulation (EU) 377/2014)

atmosphärische Reanalyse Reanalyse: Kombination Langfristige

über längere Zeiträume + Modellbasierte Reanalyse stellt zeitlich und

Verfügung Verbesserte räumliche Abdeckung auch in höheren Schichten

3 atmosphärische Reanalyse Reanalyse: Kombination Langfristige Beobachtungsdaten und der Verfahren der numerischen Wettervorhersage über längere Zeiträume + Modellbasierte Reanalyse stellt zeitlich und räumlich hochaufgelöste, längerfristige Beschreibung der Atmosphäre zur Verfügung Verbesserte räumliche Abdeckung auch in höheren Schichten Verfügbar für Europa (6km; ab 1995) und Deutschland (2 km; ab 2007) (Hans-Ertel-Zentrum) 5

4 UERRA partners

I work with this variable and use / do not use reanalysis data for this TOP5 Atmospheric surface: Air temperature 1212 (75%) Wind speed and direction 1194 (73%) Pressure 1115 (69%) Atmospheric upper

5 I work with this variable and use / do not use reanalysis data for this TOP5 Atmospheric surface: Air temperature 1212 (75%) Wind speed and direction 1194 (73%) Pressure 1115 (69%) Atmospheric upper air: Temperature 929 (57%) Wind speed and direction 923 (57%) TOP5 Atmospheric surface: Precipitation 895 (55%) 282 (17%) Oceanic surface: Sea-surface temperature 691 (43%) 246 (15%) Terrestial: River discharge 134 ( 8%) 218 (13%) Atmospheric surface: Surface radiation budget 555 (34%) 210 (13%) Atmospheric upper air: Cloud properties 397 (24%) 199 (12%)

6 COSMO-REA6 Regionale Reanalyse für Europa Bollmeyer 2015 Jan Keller Hans-Ertel-Zentrum für Wetterforschung Themenbereich Klimamonitoring und Diagnostik

7 The regional reanalysis system based on the COSMO-NWP-model of the German Meteorological Service (DWD) (developed at the Hans-Ertel-Center for Weather Research (HErZ) at University of Bonn) ERA-Interim Reanalysis (T255) COSMO-REA6 (6.2 km) CORDEX EUR-11 Domain Data assimilation Soil moisture analysis (SMA) Continuous nudging SYNOP, SHIP, PILOT, TEMP, AIREP, AMDAR, ACARS, SST analysis (daily) Snow analysis (6-hourly) Hans-Ertel-Center for Weather Research - Climate monitoring and diagnostics

8 COSMO-REA6 3h-aktualisierte Randfelder von ERA-Interim int2lm int2lm int2lm int2lm int2lm int2lm int2lm int2lm int2lm int2lm Initialfeld COSMO UTC COSMO UTC COSMO UTC COSMO UTC COSMO UTC Beobachtungen (kontinuierlich) Beobachtungen (kontinuierlich) Beobachtungen (kontinuierlich) Beobachtungen (kontinuierlich) Schnee-Analyse Schnee-Analyse Schnee-Analyse Schnee-Analyse SST Analyse Soil Moisture Analyse Jan Keller Hans-Ertel-Zentrum für Wetterforschung Themenbereich Klimamonitoring und Diagnostik

1997-2014 Cordex-Domain, 6 x 6 km Stündliche 2D-

9 Beispiel COSMO-REA6 output COSMO-REA6 Windgeschwindigkeit auf 116m, 18:00 am , in m/s Cordex-Domain, 6 x 6 km Stündliche 2D- und 3D- Felder DWD, 10. Feb 2016 Andrea Kaiser-Weiss (KU21) 11

10 Regionale vs. globale Reanalysis Beispiel: 10 m Wind

11 Vergleich globaler und regionaler Reanalysen mit Stationsmessungen (10m Wind in Deutschland) Lage der Stationen, Topografie und Modellgebiet 13

12 Example: Putbus (coastal location)

13 Correlation between monthly means of the station data and. ERA-20C ERA-Interim HErZ/COSMO

Wasserkuppe 921m Selb-Oberfranken 535m Nürnberg 314m

14 Beispiele Helgoland 4m Putbus 40m Hamburg-Fuhlsbüttel 11m Bremen 4m Potsdam 81m Düsseldorf 37m Erfurt-Weimar 316m Wasserkuppe 921m Selb-Oberfranken 535m Nürnberg 314m Feldberg-Schwarzwald 1490m Garmisch-Partenkirchen 719m Oberstdorf 806m

15 Example Helgoland island in the North sea

16 Example: Erfurt-Weimar

17 Example Garmisch-Partenkirchen located in a valley in the Alps

18 Tower stations Lindenberg and FINO1 Wind speed measurements: 20m, 40m, 60m, 80m, 98m 100m Cabauw, The Netherlands, data from Cesar site

19 Borsche et al., 2016.

26 Kaiser-Weiss, A. K., Kaspar, F., Heene, V., Borsche, M., Tan, D. G. H., Poli, P., Obregon, A., and Gregow, H.: Comparison of regional and global reanalysis near-surface winds with station observations over Germany, Adv. Sci. Res., 12, , doi: /asr , Borsche, M., Kaiser-Weiss, A. K., and Kaspar, F.: Wind speed variability between 10 and 116 m height from the regional reanalysis COSMO-REA6 compared to wind mast measurements over Northern Germany and the Netherlands, Adv. Sci. Res., 13, , doi: /asr , Kontakt: frank.kaspar@dwd.de

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