Was sind Reanalysen?
In den numerischen Wettermodellen werden Millionen Beobachtungen assimiliert. Das Ergebnis, die resultierenden Analysen, sind dreidimensionale, konsistente Beschreibungen des atmosphärischen Zustandes. In diesem Sinne kombinieren Analysen die Vorteile des Modells mit den Vorteilen der Beobachtungen. Über die Jahre wird jedes operationelle Modell weiterentwickelt, deswegen ist eine Zeitreihe von operationellen Analysen nicht zeitlich konsistent. Reanalysen berechnen die Analysen einiger Jahre bis Jahrzehnte in der Vergangenheit, unter Einbezug aller jetzt vorliegenden Beobachtungen mit einem modernen Modell noch einmal neu. Reanalysen können im Idealfall eine Reihe zeitlich konsistenter Felder liefern. Die Qualität der zeitlichen Konsistenz hängt davon ab, inwiefern sich das gesamte Beobachtungssystem über die Zeit geändert hat und inwieweit die Modellklimatologie von der Klimatologie der Beobachtungen abweicht.
Für welche Anwendungen sind Reanalysen von Interesse?
Reanalysen sind von Interesse für alle Anwendungen, für welche die zeitliche und räumliche Auflösung adäquat ist. Die globalen Reanalysen werden bereits in einer Vielzahl von Anwendungen, besonders in der Klimaforschung und im Energiesektor, genutzt.
Regionale Reanalysen haben typischerweise eine Auflösung von einigen Kilometern und stündliche Werte. Sie werden über deren Rand von globalen Reanalysen angetrieben, und erhöhen deren räumliche Auflösung. Im Rahmen des durch den DWD geförderten Hans-Ertel-Zentrums (HErZ, Themenbereich 4: "Klimamonitoring und Diagnose", Universitäten Bonn & Köln, siehe auch: http://reanalysis.meteo.uni-bonn.de/) wurden zwei hochauflösende, mehrjährige Reanalysen mit dem COSMO-Modell erstellt.
COSMO-REA6: EURO-CORDEX-Region, 6 km Auflösung, siehe Abbildung 1. Der DWD hat die Fortsetzung der Produktion für Europa übernommen. Technische Details siehe Bollmeyer et al. (2015).
COSMO-REA2: Zentraleuropa in 2 km Auflösung. Weitere Details siehe auf den Seiten der Universität Bonn: http://reanalysis.meteo.uni-bonn.de/?COSMO-REA2
Welche Qualität ist zu erwarten?
Der DWD untersucht die Anwendbarkeit und die Unsicherheiten regionaler und globaler Reanalysen auf verschiedenen Zeit- und Raumskalen, gemeinsam mit den Partnern im europäischen Forschungsprojekten UERRA. In Kaiser-Weiss et al., 2015 und in Borsche et al., 2016 wurde gezeigt, dass die COSMO-REA6 Reanalysefelder die gemessene Variabilität der Windgeschwindigkeiten auf 10m und 100m recht gut widergeben, also relative Änderungen über die stündliche, tägliche, jährliche und mehrjährige Skala wertvolle Informationen enthält, dagegen bei den Absolutwerten die Unterschiede zu den Stationen zu beachten sind.
Datenverfügbarkeit:
Über https://opendata.dwd.de/climate_environment/REA/ ist ein Zugriff auf ausgewählte Parameter der regionalen Reanalyse COSMO-REA6 eingerichtet. Die Jahre 1995 – 2015 sind durch stündliche Felder abgedeckt, das Modellgebiet erstreckt sich über Europa (EURO-CORDEX-Region), mit einem Gitter von ca. 6km x 6km Auflösung. Die Abbildung 1 zeigt einen Ausschnitt der Daten.
Abb.1: Im stündlichen COSMO-REA6-Windfeld für 10m Höhe über dem Boden lässt sich der Sturm Kyrill gut erkennen.
Welche Parameter sind zugreifbar?
Die Verwendung der Daten erfordert Kenntnisse im Umgang mit dem GRIB-Format. Als Einstiegshilfe stehen ein Startbeispiel und eine Sammlung nützlicher Befehle als Starthilfe zur Verfügung:
- https://opendata.dwd.de/climate_environment/REA/COSMO_REA6/help_COSMO_REA6/COSMO_REA6_Startbeispiel.pdf
- httsp://opendata.dwd.de/climate_environment/REA/COSMO_REA6/help_COSMO_REA6/COSMO_REA6_Starthilfe.pdf
Informationen zur Entwicklung von COSMO-REA6 siehe:
- Bollmeyer, C., Keller, J. D., Ohlwein, C., Wahl, S., Crewell, S., Friederichs, P., Hense, A., Keune, J., Kneifel, S., Pscheidt, I., Redl, S., and Steinke, S.: Towards a high-resolution regional reanalysis for the European CORDEX domain, Q. J. R. Meteorol. Soc., 141, 1–15, 2015, https://doi.org/10.1002/qj.2486.
Information zur Qualitätsbewertung sind unter anderem hier zu finden:
- Borsche, M., Kaiser-Weiss, A. K., and Kaspar, F.: Wind speed variability between 10 and 116 m height from the regional reanalysis COSMO-REA6 compared to wind mast measurements over Northern Germany and the Netherlands. Adv. Sci. Res., 13, 151–161, 2016, https://doi.org/10.5194/asr-13-151-2016.
Kaiser-Weiss, A. K., Kaspar, F., Heene, V., Borsche, M., Tan, D. G. H., Poli, P., Obregon, A., and Gregow, H.: Comparison of regional and global reanalysis near-surface winds with station observations over Germany, Adv. Sci. Res., 12, 187-198, 2015. https://doi.org/10.5194/asr-12-187-2015.