title: Untersuchung der Eigenschaften ausgewählter Verifikationsmaße anhand hochauflösender NWP Modellvorhersagen während MAP D-PHASE
Creators: name: Umdasch, Sarah
Publisher: name: :none
Year: 2012

description: Die Kurz- und Kürzestfristvorhersagen meteorologischer Bodenparameter von sieben hochauflösenden numerischen Wettervorhersagemodellen für den Sommer und Herbst 2007 werden in dieser Arbeit mithilfe des Analysesystems Vienna Enhanced Resolution Analysis (VERA) verglichen und verifiziert. Die Datenbasis stützt sich auf die internationalen Projekte COPS und MAP D-PHASE, aus denen sowohl ein sehr dichtes Beobachtungsnetz über Mitteleuropa als auch Vorhersagen aus den Modellketten verschiedener Wetterdienste zur Verfügung stehen. In dieser Arbeit wird eine Auswahl jener, teilweise ineinander eingebetteten Modelle behandelt: ALADIN-FR und AROME (Météo France), COSMO-7 und COSMO-2 (MeteoSchweiz), COSMO-EU und COSMO-DE (DWD) sowie CMC-GEM-L (EnvironmentCanada-CMC). Unterschiede zwischen den Modellfamilien, aber auch das verschiedene Verhalten von feinerem und gröberem Modell einer Kette können ausgemacht werden. Als statistische Methoden werden „klassische“ (also nicht-räumliche, nicht-objektbasierte) Verifikationsansätze angewendet, die einen direkten Vergleich mehrerer Modelle erlauben. Zu diesem Zweck werden unter anderem skill scores ausgewertet, die die Verbesserung gegenüber einer Referenzprognose, wie einem langjährigen Klimamittel (MESOCLIM, eine 35-jährige mesoskalige Klimatologie über dem erweiterten Alpenraum) oder der Persistenz aufzeigen. Für skill scores binärer Ereignisse zeigt sich, dass eine Abwandlung ebendieser durch eine quantilsbasierte Schwellwert-Bestimmung speziell bei der Niederschlagsverifikation nützlich sein kann. Herausforderungen an die Modelle stellt die komplexe Orographie im geographischen Gebiet der Untersuchungen, das einen Großteil der Alpen einschließt. Spezifischere Evaluierungen regionaler Unterschiede werden zusätzlich im kleineren „COPS-Gebiet“ von Vogesen, Rheintal und Schwarzwald durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen zudem Unterschiede verschiedener Vorhersageaspekte im Tages- und Jahreszeitenverlauf, sowie für einzelne Kaltfrontereignisse auf.
description: Seven high-resolution numerical weather prediction (NWP) models and their short-term forecasts of meteorological surface parameters in summer and fall 2007 are compared and verified against the analysis system VERA (Vienna Enhanced Resolution Analysis). The data pool stems from the international projects COPS and MAP D-PHASE which provide both, a very dense observational network over Central Europe and forecasts obtained from different weather services’ model chains. This work has a focus on a selection of these models, some of which are nested within each other: ALADIN-FR and AROME (Météo France), COSMO-7 and COSMO-2 (Meteo-Swiss), COSMO-EU and COSMO-DE (DWD) as well as CMC-GEM-L (EnvironmentCanada-CMC). Differences between the model families, but also between the models of different resolution belonging to one chain could be identified. In terms of statistical methods, “conventional” (that is to say, non-spatial, non-object-based) verification approaches which allow for a side-by-side comparison of several models are applied. For that purpose, among others, skill scores are calculated to evaluate the improvement over a reference forecast, such as long-term climatological means (MESOCLIM, a 35-years period mesoscale climatology over the greater Alpine region) or persistence. Regarding skill scores of binary events it becomes apparent that a modification of those using quantile-based threshold definitions can be useful, especially in precipitation verification. Challenges for the models arise with the investigated geographical domain spanning most of the complex orography of the Alps. More specific evaluations of regional differences are carried out over the smaller COPS-domain covering the Vosges Mountains, the Rhine Valley and the Black Forest. Furthermore, results show diurnal and seasonal differences with respect to various features of the forecast as well as for individual frontal passages.