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Improvement of short term precipitation forecasts in the Alpine Region using WRF with 3DVAR RADAR reflectivity and SYNOP assimilation
Johannes Rausch
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Betreuer*in
Leopold Haimberger
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30197.42888.295054-2
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die Prognose konvektiver Niederschlagsereignisse stellt aufgrund der Kleinskaligkeit der meteorologischen Ereignisse und der niemals optimalen Modellinitialisierung globaler Modelle noch immer ein grosses Problem in der numerischenWettervorhersage
dar. Ziel dieser Arbeit ist die kurzfristige Vorhersage konvektiver Niederschlagsereignisse mittels 3DVAR Assimilation von RADAR-Reflektiviäten und Stationsdaten innerhalb eines mesoskaligen Modells (WRF -Weather and Research Forecasting)
zu verbessern. Der Autor implementiert ein sog. RUC (Rapid Update Cycling) System um stündlich aktualisierte Analysen zu generieren, die als neue Startbedingungen des nächsten Vorhersagelaufes dienen. Da dem Autor kein vollständiges
dreidimensionales Reflektivitätsfeld Mitteleuropas zur Verfügung steht wird ein Verfahren entwickelt, bei dem künstliche vertikale Radarprofile generiert werden, die im Anschluss mit dem vorhandenen 3D-RADAR aus Österreich und mit den aus
Stationswerten generierten BOGUS RADAR-Reflektivitäten verschmolzen werden. Der Einfluss der Assimilation von RADAR-Reflektivitäten und aller verfügbarer SYNOP Stationsdaten auf die kurzfristige Prognose hängt vorwiegend von der Konfiguration und Analyse der Background Error Kovarianzen ab, die für die zeitliche und räumliche Ausbreitung der assimilierten Observationen ausschlaggebend sind. Anhand einer ausgewählten Fallstudie soll das Potenzial zur Prognose schadensträchtiger Unwettereignisse im Alpenraum aufgezeigt werden. Der Autor zeigt, dass bei entsprechender Konfiguration des Assimilations- und des Modellsetups eine signifikante Verbesserung der Kurzfristvorhersage möglich ist.
Abstract
(Englisch)
The forecast of convective precipitation is still an unsolved issue of numerical weather prediction, because of the small scales of the involved meteorological processes and the never optimal model initialization of a global model. The goal of this work is to
improve the short term forecast of convective precipitation by 3DVAR assimilation of radar reflectivities and station data within a mesoscale model (WRF -Weather and Research Forecasting). The author therefore implements a RUC (Rapid Update Cycling)
system to generate hourly updated analysis, which are serving as new initial conditions for subsequent forecast runs. Due to the incompleteness of the available RADAR data in the research domain, the author develops a RADAR merging procedure where two dimensional RADAR data get expanded to three dimensional data by using artificial vertical profiles. Finally these data are merged with existing three dimensional radar over Austria and BOGUS radar data, which are created out of station observation precipitation. The impact of the assimilated RADAR reflectivities and all available European SYNOP stations on the analysis and the computed forecast depends critically on an optimal configuration of the background error covariances, which are the determining factor how an observation is spread in space and time in the model. A case study shows the improved capability to predict severe weather developments in the Alpine region. The author shows an improvement of the short term precipitation forecast skill scores over Austria due to a cycled 3DVAR assimiliation of radar and station data.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
RADAR SYNOP 3DVAR WRF WRFVAR ASSIMILATION DATAASSIMILATION SHORT-TERM-FORECAST RUC
Schlagwörter
(Deutsch)
RADAR SYNOP 3DVAR WRF WRFVAR ASSIMILATION DATENASSIMILATION KURZFRISTVORHERSAGE RUC
Autor*innen
Johannes Rausch
Haupttitel (Englisch)
Improvement of short term precipitation forecasts in the Alpine Region using WRF with 3DVAR RADAR reflectivity and SYNOP assimilation
Paralleltitel (Deutsch)
Verbesserung der kurzfristigen Vorhersage von Niederschlägen im Alpenraum mit WRF und 3DVAR RADAR und SYNOP Assimilation
Publikationsjahr
2012
Umfangsangabe
59 S.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Leopold Haimberger
Klassifikation
38 Geowissenschaften > 38.84 Meteorologie: Sonstiges
AC Nummer
AC10668910
Utheses ID
20985
Studienkennzahl
UA | 415 | | |