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The impact of resolution and of MAP reanalysis on the simulations of heavy precipitation during MAP cases

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Abstract:

Two meteorological models, operating at different horizontal resolutions up to 2.2 km, are employed in order to verify quantitative precipitation forecasts during three MAP Intensive Observing Periods, characterized by relatively high amounts of precipitation in the region south of the Alps. The recent availability of the MAP reanalysis using ECMWF 4D-Var data assimilation system allows for an assessment of its impact on high resolution forecasts in comparison with the operational ECMWF analysis (as in 1999). The evaluation is made using statistical scores generally applied to precipitation fields, introducing a smoothing criterion based on model derived probability estimates. Results indicate a generally better performance of the non-hydrostatic, high resolution, convective-resolving model in comparison with the hydrostatic, moderate resolution model with parameterized convection. The impact of the MAP reanalysis is less evident, although in one case clear improvements in precipitation forecasts are noted.

Zusammenfassung Zwei meteorologische Modelle mit verschiedenen horizontalen Auflo¨sungen bis 2,2 km werden eingesetzt, um die quantitativen Niederschlagsvorhersagen wa¨hrend dreier MAP Intensiver Beobachtungsperioden mit relativ hohen Niederschlagsmengen su¨dlich der Alpen zu verifizieren. Die ku¨rzlich verfu¨gbar gewordene MAP-Reanalyse, welche das ECMWF 4D-Var Assimilationssystem nutzt, erlaubt eine Einscha¨tzung von deren Bedeutung bezu¨glich hochauflo¨sender Vorhersagen im Vergleich zur operationellen ECMWF-Analyse (wie i. J. 1999). Die Auswertung erfolgt durch statistische Punktwerte-Verfahren, die u¨blicherweise in bezug auf Niederschlagsfelder eingesetzt werden, wodurch ein Gla¨ttungskriterium basierend auf aus Modellen abgeleiteten Wahrscheinlichkeitsscha¨tzungen eingefu¨hrt wird. Ergebnisse lassen auf eine im Großen und Ganzen bessere Leistung des nicht-hydrostatischen hochauflo¨senden, konvektion-auflo¨senden Modells im Vergleich zum hydrostatischen mittelhoch-auflo¨senden mit parametrisierter Konvektion schließen. Die Bedeutung der MAP-Reanalyse ist weniger offensichtlich, obgleich in einem Fall deutliche Verbesserungen in der Niederschlagsvorhersage festgestellt werden konnten.

Document Type: Research Article

DOI: http://dx.doi.org/10.1127/0941-2948/2004/0013-0091

Publication date: April 1, 2004

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