Οι μετεωρολογικές παρατηρήσεις είναι σημαντικές για την τροφοδότηση και τον έλεγχο των προγνωστικών μοντέλων. Ποια η σημασία των μετεωρολογικών υπερσταθμών στο ECMWF.
Η εγκατάσταση στο Falkenberg της Γερμανίας είναι μία από αυτές των οποίων οι μετεωρολογικές παρατηρήσεις έχουν χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο της ακρίβειας των προγνώσεων του ECMWF. Η φωτογραφία είναι από το Γερμανικό εθνικό μετεωρολογικό κέντρο.
Οι ερευνητές του Ευρωπαϊκού κέντρου έχουν καταφέρει από αρκετούς υπερσταθμούς, όπως ο προαναφερόμενος, να καταγράψουν μετρήσεις έως και 200 μέτρα πάνω από την επιφάνεια της γης ώστε να ερμηνεύσουν διάφορα σφάλματα στις προγνώσεις. Πράγματι, αυτή η δουλειά έχει προσφέρει νέες πληροφορίες και έχει αποκαλύψει μία σειρά από σφάλματα που εντοπίζονται στην πρόγνωση των μετεωρολογικών συνθηκών στην επιφάνεια της γης.
Ο συνηθισμένος έλεγχος του μοντέλου μέσω των απλών σταθμών SYNOP παρέχει μία εικόνα της επίδοσης του μοντέλου σε μία ευρεία περιοχή, αλλά οι πληροφορίες που προβάλλει σχετικά με τα αίτια σφαλμάτων της πρόγνωσης είναι λίγα.
Υπερσταθμοί μέσων γεωγραφικών πλατών
Έμφαση έχει δοθεί στους μετεωρολογικούς υπερσταθμούς του Falkenberg στη Γερμανία και του Cabauw στην Ολλανδία. Τα ακόλουθα διαγράμματα δείχνουν την συμπεριφορά των προγνώσεων του ECMWF και του ICON σε σχέση με τις παρατηρήσεις στον υπερσταθμό του Falkenberg. Παρόμοια είναι η συμπεριφορά και στον σταθμό του Cabauw.
Το βασικό συμπέρασμα είναι ότι προφανώς το βράδυ υπερεκτιμάται η απελευθέρωση θερμικής ενέργειας από το έδαφος στην ατμόσφαιρα. Αυτό οφείλεται τόσο στην προβληματική προσομοίωση του μηχανισμού ανταλλαγής ενέργειας μεταξύ εδάφους και ατμόσφαιρας όσο και λόγω της αναπαράστασης της βλάστησης σε ημιερημικές περιοχές. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την υπερεκτίμηση της θερμοκρασίας στα 2 μέτρα πάνω από την επιφάνεια της γης κατά τη διάρκεια της νύχτας.
Μηνιαίοι μέσοι ημερήσιοι κύκλοι θερμοκρασίας σε διαφορετικά ύψη στον αέρα και το έδαφος στον σταθμό Falkenberg κατά την 4η προγνωστική μέρα τους μήνες Ιούνιο, Ιούλιο και Αύγουστο 2017. Προγνώσεις του ECMWF (9km ανάλυση), των ensembles του (18km) και του γερμανικού ICON.
Υπερσταθμοί μεγάλων γεωγραφικών πλατών
Τα παρατηρητήρια στο Summit της Γροινλανδίας και Sodankylä της βόρειας Φινλανδίας είναι ιδιαίτερα χρήσιμα για τον ποιοτικό έλεγχο της πρόγνωσης του ECMWF πάνω από κρύες και χιονισμένες επιφάνεις που τυπικώς συναντώνται σε περιοχές της βόρειας Ευρώπης τον χειμώνα.
Χειροκίνητη καταμέτρηση χιονιού στον σταθμό Sodankylä.
Όπως αναμενόταν, η πρόγνωση θερμοκρασίας στα 2 μέτρα από το έδαφος εξαρτάται σημαντικά από την αναπαράσταση του χιονιού όπως ενσωματώνεται στα αρχικά δεδομένα/παρατηρήσεις που χρησιμοποιεί το μοντέλο.
Συμπερασματικά, οι ερενητές κατέληξαν ότι θα αντικαταστήσουν το απλό ενός στρώματος μοντέλο χιονιού, με ένα πολλαπλών επιπέδων, καθώςέτσι η αναπαράσταση των χιονοκαλυμένων επιφανειών και των θερμοκρασιών τους επιτυγχάνεται πιο ρεαλιστικά.
Διαγράμματα εξέλιξης θερμοκρασίας και ύψους χιονοκαλύματος (χιονιού πάνω στο έδαφος) σε σχέση με τον χρόνο για την χειμερινή περίοδο 2019-2020. Τα πάνω γραφήματα δείχνουν στοιχεία των αναλυμένων παρατηρήσεων και τα κάτω την 5ήμερη πρόγνωση. Η πράσινη γραμμή απεικονίζει το καταμετρημένο πάχος χιονιού στον σταθμό Sodankylä.
Ημερήσιος κύκλος της θερμοκρασίας στα 2 μέτρα στον σταθμό Sodankylä την περίοδο Μάρτιος-Απρίλιος 2014. Η μαύρη καμπύλη δείχνει τις παρατηρήσεις του σταθμού, ενώ η κόκκινη και η μπλε τις θερμοκρασίες όπως εκτιμήθηκαν από τα μοντέλα μονού και πολλαπλού επιπέδου χιονιού.
Πηγή: ECMWF