350 rub
Journal Science Intensive Technologies №8 for 2010 г.
Article in number:
Reconstruction of the small-scale surface extreme temperature field in the region of English channel based on reanalysis data
Keywords:
average daily temperature
extremal temperature
inverse problem
English Channel
smallpscale structure
Authors:
I. V. Nogotkov, A. I. Chavro, E. V. Dmitriev
Abstract:
The statistical model for reconstruction of small-scale meteorological fields, in particular, the fields of surface temperature (average, minimum and maximum) based on the large-scale one in the region of English Channel (La Manche) is considered. Time series of surface temperature extracted from NCAR / NCEP reanalysis, given in a grid with a resolution of 2.5°×2.5°, are used as predictors. Small-scale field was presented by observations of surface air temperature at meteorological stations in the northern coast of France, the region of English Channel. Task was complicated by a large amount of gaps in the observational data. Numerical experiments showed that the model allows to recover about 80% of the natural variability (the error of about 1.3°C) of the average temperature field and about 75% of the variability of the extreme temperature fields (the error of about 1.5°C and 1.9°C for the minimum and maximum temperatures respectively). As expected, the procedure of filling gaps markedly increased the accuracy of reconstruction. Absolute error of the solution was decreased for about 30-35%. Analysis of correlations between reliability of the model and accuracy of the inverse problem solution showed that the reliability parameter can be with some confidence level used for the allocation of realizations to have large reconstruction error, or extreme situations in the atmosphere.
Pages: 37-49
References
- Беркович Л. В., Белоусов С. Л., Ткачева Ю. В., Калугина Г. Ю. Оперативный гидродинамический краткосрочный прогноз метеовеличин и характеристик погоды в пунктах // Метеорология и гидрология. 2001. № 2. С. 14-26.
- Булдовский Г. С. Гидродинамический прогноз ветра по Москве и результаты его испытания // Информационный сборник № 26. Санкт-Петербург. Гидрометеоиздат. 2000. С. 8-17.
- Веселова Г. К., Беркович Л. В., Шахотько Е. Н. О результатах оперативных испытаний гидродинамического краткосрочного прогноза погоды по Москве на основе полусферной неадиабатической модели атмосферы // Информационный сборник № 25. Санкт-Петербург. Гидрометеоиздат. 1999.
- Веселова Г. К., Беркович Л. В. О результатах испытания гидродинамического прогноза облачности по Москве на срок до 42 ч // Информационный сборник № 26. Санкт-Петербург. Гидрометеоиздат. 2000. С. 18-22.
- Дмитриев Е. В., Чавро А. И. Восстановление детальной структуры регионального геофизического поля температуры в Москве // Наукоемкие технологии. 2003. № 6. Т. 4. С. 41-49.
- Дмитриев Е. В., Рубинштейн К. Г., Чавро А. И.Детализация крупномасштабного поля приземной температуры для московского региона // Метеорология и гидрология. 2003. № 7. С. 14-30.
- Пытьев Ю. П. Математические методы интерпретации эксперимента. М.: Высшая школа. 1989.
- Толстых М. А. Полулагранжева модель атмосферы с высоким разрешением для численного прогноза погоды // Метеорология и гидрология. 2001. №4. С. 5-16.
- Чавро А. И., Дмитриев Е. В. Статистическая модель восстановления региональной структуры геофизических полей // Метеорология и гидрология. 2002. № 6. С. 39-49.
- Чавро А. И., Дымников В. П. Методы математической статистики в задачах физики атмосферы: Курс лекций. М.: ИВМРАН. 2000.
- Batist, А. N.,Chelliah, M. (July 1997). Comparison of tropospheric temperatures derived from the NCEP/NCAR reanalysis, NCEP operational analysis, and the microwave sounding unit.
- Chavro, A. I., Rubinshtein, K. G., and Dmitriev, E. V., The procedure downscaling of the meteorological elements for using in numerical weather forecasting // Abstracts of World climate change conference, September 29 - October 3. 2003. Moscow. Russia.С. 343.
- Cressman, G. P. (1959). An Operational Objective Analysis System // Monthly Weather Review. 87. 367-374.
- Dmitriev, E. V., Nogotkov, I. V., Rogutov, V. S., Khomenko, G., Chavro, A. I., (2007). Temporal error estimate for statistical downscaling regional meteorological models // Fisica de la Tierra. 2007. №19. P. 219-241.
- Storch, H. & F.W., Zwiers (1999). Statistical analysis in climate research // Cambridge University press, Cambridge.