How representative were the meteorological conditions during the COPS field experiment in summer 2007?

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Abstract:

This study investigates the meteorological conditions in Europe during summer 2007 (June-August) and their representativity compared to climatology, based upon (re-)analysis data from the European Centre for Medium-range Weather Forecasts (ECMWF) for the years 1979–2007. Several parameters have been analyzed locally in the region of the Convective and Orographic Precipitation Study (COPS), e.g., low-tropospheric temperature and humidity and thermodynamic stability, and on the continental scale, e.g., frequency of surface lows and upper-level stratospheric cut-offs, Eady growth rate, and air mass pathways. It has been quantified whether the statistical distributions of these parameters during summer 2007 differ from climatology. It is shown that cyclones were extraordinarily frequent during summer 2007 over the British Isles. At upper levels, they typically went along with quasi-stationary stratospheric cut-offs that supported the transport of relatively cool air masses from the North Atlantic to France and warm air masses from the Mediterranean into Eastern Europe. In the lowest troposphere, the COPS area, situated in between these anomalous airflows, experienced fairly normal temperatures and enhanced humidity values compared to climatology. As a consequence, thermodynamic indices indicate slightly increased potential instability. Consistent with this feature-based analysis, trajectory calculations indicate reduced large-scale advection from Scandinavia and the western North Atlantic, and increased transport from southern France and northern Spain in 2007 compared to the previous almost 30 years. Although warm and humid conditions dominated during the Intense Observation Periods (IOPs) of COPS, the variability of ambient meteorological parameters during IOPs was large. This should be taken into account when interpreting the results from a particular IOP and considering their representativity in a climatological context. It is suggested that a similar approach could also be fruitful for other field experiments and for a feature-based characterization of climatologically extreme seasons like, e.g., the European heat summer 2003.

German
Ziel der vorliegenden Studie ist die Untersuchung der meteorologischen Bedingungen in Europa im Sommer 2007 (Juni, Juli, August) insbesondere in der Region der "Convective and Orographic Precipitation Study (COPS)". Zu diesem Zweck wurden (Re-)Analysedaten des Europäischen Zentrums für Mittelfrist-Wettervorhersage der Jahre 1979 bis 2007 verwendet. Unterschiedliche Parameter wurden lokal in der COPS-Region (z. B. Temperatur und Feuchte in der unteren Troposphäre, und therodynamische Stabilität) und auf der kontinentalen Skala (z. B. Häufigkeit von Tiefdruckgebieten und stratosphärischen "cut-offs" nahe der Tropopause, die Eady-Wachstumsrate und Luftmassenwege) analysiert. Es wurde quantifiziert, ob die statistischen Verteilungen dieser Parameter im Sommer 2007 von der Klimatologie abweichen. Zyklonen nahe der Britischen Inseln waren im Sommer 2007 außerordentlich zahlreich. In den höheren Schichten waren diese Zyklonen typischerweise mit quasi-stationären stratosphärischen "cut-offs" verknüpft, die den Transport von relativ kühlen Luftmassen vom Nordatlantik nach Frankreich und warmen Luftmassen aus dem Bereich des Mittelmeers nach Osteuropa zur Folge hatten. Die COPS Region lag zwischen diesen beiden anomalen Zirkulationen; die untere Troposphäre in der COPS Region erlebte normale Temperatur- und erhöhte Feuchtebedingungen. Dementsprechend deuteten die thermodynamischen Indizes eine leicht erhöhte potentielle Instabilität an. Konsistent mit dieser merkmal-basierten Analyse zeigen Trajektorienuntersuchungen eine reduzierte groß-skalige Advektion aus Skandinavien und dem westlichen Nord-Atlantik und intensiveren Luftmassentransport aus Südfrankreich und Nordspanien in das COPS Gebiet im Sommer 2007 verglichen mit den vorhergehenden 30 Jahren. Die "Intensive Observation Periods (IOPs)" während COPS fanden meist bei warmen und feuchten Bedingungen statt. Die Variabilität der Umgebungsparameter während den IOPs war jedoch groß, was bei der Verallgemeinerung von Resultaten einzelner IOPs berücksichtigt werden sollte. Die in dieser Studie verwendeten Ansätze könnten auch zur Untersuchung anderer Feldexperimente verwendet werden, sowie für eine merkmal-basierte Analyse klimatologisch extremer Jahreszeiten (z. B. des europäischen Hitzesommers 2003).

Document Type: Research Article

DOI: http://dx.doi.org/10.1127/0941-2948/2010/0483

Publication date: December 1, 2010

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