Ponowna analiza atmosfery - Atmospheric reanalysis
Ponowna analiza atmosferyczne (też: ponowna analiza meteorologiczne i ponowna analiza klimatu ) jest meteorologiczne i klimatyczne asymilacja danych projekt, który ma na celu przyswojenia historycznych atmosferyczne dane obserwacyjne obejmujące dłuższy okres czasu, przy użyciu jednego spójnego asymilacji (lub „analizy”) schemat całej.
Analiza danych operacyjnych
W operacyjnych prognozach numerycznych pogody modele prognoz są wykorzystywane do przewidywania przyszłych stanów atmosfery w oparciu o ewolucję systemu klimatycznego w czasie od stanu początkowego. Stan początkowy podawany jako dane wejściowe do prognozy musi składać się z wartości danych dla zakresu „prognostycznych” pól meteorologicznych - to znaczy tych pól, które określają przyszłą ewolucję modelu. Przestrzennie zmienne pola są wymagane w formie używanej przez model, na przykład w każdym punkcie przecięcia na regularnej siatce okręgów długości i szerokości geograficznej, a dane początkowe muszą być ważne w jednym czasie, który odpowiada teraźniejszości lub niedawnej przeszłości. Natomiast dostępne dane obserwacyjne zazwyczaj nie obejmują wszystkich zmiennych prognostycznych modelu i mogą obejmować inne dodatkowe zmienne; dane te mają również inny rozkład przestrzenny niż siatka modelu prognozy, są ważne w określonym przedziale czasu, a nie w jednym czasie, a także podlegają błędowi obserwacji. Technika asymilacji danych jest zatem wykorzystywana do sporządzenia analizy stanu początkowego, co jest najlepszym dopasowaniem modelu numerycznego do dostępnych danych, z uwzględnieniem błędów w modelu i danych.
Zastosowania i przykłady
Oprócz inicjalizacji prognoz operacyjnych, same analizy są cennym narzędziem do późniejszych badań meteorologicznych i klimatologicznych. Jednak zbiór danych do analizy operacyjnej, tj. Dane analityczne, które były wykorzystywane do prognoz w czasie rzeczywistym, będzie zwykle narażony na niespójność, jeśli obejmuje dłuższy okres czasu, ponieważ systemy analizy operacyjnej są często ulepszane. Projekt ponownej analizy polega na ponownym przetworzeniu danych obserwacyjnych z dłuższego okresu historycznego przy użyciu spójnego nowoczesnego systemu analitycznego w celu stworzenia zestawu danych, który można wykorzystać do badań meteorologicznych i klimatologicznych.
Przykłady zestawów danych do ponownej analizy obejmują ponowną analizę ECMWF , Retrospektywną analizę współczesnych czasów dla badań i zastosowań, wersja 2 (MERRA-2) i NCEP / NCAR Reanalysis ( uwaga : te połączone artykuły obejmują opublikowane odniesienia) oraz JRA -25 ponowna analiza przeprowadzona przez Japońską Agencję Meteorologiczną. Oprócz tych globalnych projektów ponownej analizy, istnieją również regionalne działania ponownej analizy o wysokiej rozdzielczości dla różnych regionów, np. Ameryki Północnej, Europy lub Australii. Takie regionalne analizy są zwykle oparte na regionalnym modelu prognozowania pogody i wykorzystują warunki brzegowe z globalnej ponownej analizy.
Zróżnicowane badania wykorzystują dane z ponownej analizy do odtwarzania innych zmiennych klimatycznych za pomocą modeli czarnej skrzynki (np. Zmienne stanu morza ).
Ostrożność w użytkowaniu
Chociaż często można uważać, że ponowna analiza jest najlepszym oszacowaniem wielu zmiennych (takich jak wiatry i temperatura ) atmosfery, należy zachować ostrożność przy jej stosowaniu. Degradacja, wymiana lub modyfikacja instrumentów (np. Satelitów ), a także zmiany w metodach obserwacji (np. Powierzchni , w górze ) mogą powodować błędy. Nie wszystkie dane z ponownej analizy są ograniczone przez obserwację: niektóre typy danych, takie jak opady (w zależności od ponownej analizy) i ewapotranspiracja powierzchni (dla której globalne obserwacje po prostu nie istnieją), są uzyskiwane przez uruchomienie (prawdopodobnie nowszych) modeli cyrkulacji ogólnej lub modeli NWP . Wiadomo, że ponowne analizy nie zachowują wilgoci.
Bibliografia
Czytanie o konkretnych ponownych analizach
- Kalnay, E. i współautorzy, 1996: 40-letni projekt ponownej analizy NCEP / NCAR . Byk. Amer. Meteor. Soc., 77, 437–471.
- Kanamitsu, M., W. Ebisuzaki, J. Woolen, S.-K. Yang, JJ Hnilo, M. Fiorino i GL Potter, 2002: NCEP-DOE AMIP-II Reanalysis (R-2). Byk. Amer. Meteor. Soc., 83,1631-1643.
- Mesinger, F. i współautorzy, 2006: North American Regional Reanalysis . Byk. Amer. Meteor. Soc., 87, 343–360, http://dx.doi.org/10.1175/BAMS-87-3-343 .
- Uppala, S. i współautorzy, 2005: The ERA-40 Re-Analysis. Kwarta. J. Roy. Meteor. Soc., 131, 2961-3012, https://doi.org/10.1256/qj.04.176 .
- Hersbach, H., Bell, B., Berrisford, P., Hirahara, S., Horányi, A., Muñoz-Sabater, J., Nicolas, J., Peubey, C., Radu, R., Schepers, D ., Simmons, A., Soci, C., Abdalla, S., Abellan, X., Balsamo, G., Bechtold, P., Biavati, G., Bidlot, J., Bonavita, M., De Chiara, G., Dahlgren, P., Dee, D., Diamantakis, M., Dragani, R., Flemming, J., Forbes, R., Fuentes, M., Geer, A., Haimberger, L., Healy, S., Hogan, RJ, Hólm, EA, Janisková, M., Keeley, S., Laloyaux, P., Lopez, P., Radnoti, G., Rosnay, PD, Rozum, I., Vamborg, F., Villaume, S., Thépaut, J.-N., 2020: Globalna ponowna analiza ERA5 . QJR Meteorol Soc, https://doi.org/10.1002/qj.3803 .
- Onogi, K. i współautorzy, 2007: The JRA-25 Reanalysis. J. Meteor. Soc. Japan, 85, 369–432, https://doi.org/10.2151/jmsj.85.369 .
- Kaspar, F., Niermann, D., Borsche, M., Fiedler, S., Keller, J., Potthast, R., Rösch, T., Spangehl, T. i Tinz, B., 2020: Regionalnej atmosferze działania w zakresie ponownej analizy w Deutscher Wetterdienst: przegląd wyników oceny i przykładów zastosowań ze szczególnym uwzględnieniem energii odnawialnej, Adv. Sci. Res., 17, 115–128, https://doi.org/10.5194/asr-17-115-2020 .
- Khatibi, A .; Krauter, S. Validation and Performance of Satellite Meteorological Dataset MERRA-2 for Solar and Wind Applications. Energies 2021, 14, 882. https://doi.org/10.3390/en14040882