AUTH Regional Climate Model Contributions to EURO-CORDEX

Katragkou, Eleni; Gkotovou, I.; Kartsios, Stergios; Pavlidis, Vasileios; Tsigaridis, Kostas; Trail, M.; Nazarenko, Larissa; Karacostas, T.

doi:10.1007/978-3-319-35095-0_106

Cited by 2 publications

(2 citation statements)

References 7 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…According to the authors, the 1-year spin-up time allowed for adjustment of the soil moisture and temperature. The same spin-up period (1 year) was used in Katragkou et al (2017). Last, Prein et al (2016) used simulations from eight different models of the Euro-Cordex ensemble (or model versions in the case of WRF) to check whether there was a modification in simulated precipitation when increasing the horizontal resolution.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

On the Spin‐Up Period in WRF Simulations Over Europe: Trade‐Offs Between Length and Seasonality

Jerez

López-Romero

Turco

et al. 2020

J Adv Model Earth Syst

View full text Add to dashboard Cite

Regional climate models (RCMs) are usually initialized and driven through the boundaries of their limited area domain by data provided by global models (GCMs). The mismatch between the low-resolution GCM initial conditions and RCM's high resolution introduces physical inconsistencies between the various components of the RCM. These inconsistencies can be resolved by running the RCM during a period that is considered unreliable: the spin-up period. There is no deterministic definition of the length that the spin-up period should have. Here we try to provide general guidelines that can be used to the advantage of the community. We base our analysis on Weather Research and Forecasting (WRF) simulations over a Euro-Cordex compliant domain and find that for 2-m temperature and precipitation, rather short spin-up periods (1 week) can be sufficient. Nevertheless, longer periods (6 months) are advisable, and start dates in non-winter months should be pursued, as this ensures a more realistic representation of the snow cover. Thus, the issue is not only about the spin-up length. As the soil subsystem evolves slowly and requires longer periods to reach equilibrium than the longest considered here (1 year), seasonality plays an important role in minimizing the impact of the unreliability of the soil initialization. Fortunately, except for goals where the deep soil-atmosphere feedback are critical, the lack of equilibrium between them can be ignored, as it seems to have little effect on the simulation of the atmospheric variables most frequently used in RCM studies. Plain Language SummaryHigh-resolution climate simulations performed with the so-called regional climate models (RCMs) are usually initialized from coarser databases that provide an inconsistent picture at the higher resolution of the RCM. To overcome it and obtain reliable RCM simulations, RCMs should run over a time span to reach physical equilibrium. During this "trash" period (called spin-up period), the RCM outputs should be discarded for later analysis, for example, for assessing climate change impacts. In order to guarantee the reliability of RCM simulations and minimize their high computational cost, determining an optimal length of the spin-up period is critical. For a European domain with~50-km resolution and for a particular, but widely used, RCM, the WRF model, here we find that half a year of spin-up would be enough for atmospheric variables (temperature and precipitation), always that the RCM initialization occurs in summer months; otherwise, the snow cover initial state is misrepresented, making it inadvisable longer spin-up periods implying winter start dates. However, soil variables (especially water content) cannot be trusted even after up to one full year of spin-up. Fortunately, the negligible impact of this issue for most RCM applications involving only atmospheric variables emerges also from our analysis.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

On the Spin‐Up Period in WRF Simulations Over Europe: Trade‐Offs Between Length and Seasonality

Jerez

López-Romero

Turco

et al. 2020

J Adv Model Earth Syst

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The WRF-ARW has been employed by the Department of Meteorology and Climatology (http://meteo.geo.auth.gr), School of Geology, Aristotle University of Thessaloniki in Greece, since 2009. It has been used for operational weather forecasting (http://meteo3.geo.auth.gr/WRF /home.html), educational and research purposes (Bampzelis et al, 2015;Karacostas et al, 2018;Kartsios et al, 2014aKartsios et al, , 2014bKartsios et al, , 2015Kartsios et al, , 2017Katragkou et al, 2015Katragkou et al, , 2017Krestenitis et al, 2017;Pavlidis et al, 2019;Pytharoulis et al, 2015Pytharoulis et al, , 2016Pytharoulis, 2018;Pytharoulis et al, 2018;Stolaki et al, 2012;Tegoulias et al, 2014aTegoulias et al, , 2014bTegoulias et al, , 2017. In this manuscript, the WRF-ARW v3.4.1 has been utilized (Skamarock et al, 2008;Wang et al, 2012) in the performed simulations.…”

Section: The Weather Research and Forecasting Modelmentioning

confidence: 99%

Study of atmosphere-wildland fires interactions, using numerical models, in Greece

Kartsios¹

View full text Add to dashboard Cite

Η παρούσα Διδακτορική Διατριβή διερεύνησε τις αλληλεπιδράσεις ατμόσφαιρας – πυρός με τη βοήθεια ενός άμεσα συζευγμένου αριθμητικού μοντέλου (WRF-SFIRE), το οποίο αποτελεί συνδυασμό ενός αριθμητικού μοντέλου πρόγνωσης καιρού με ένα ημι-εμπειρικό μοντέλο διάδοσης του πυρός. Στο πρώτο μέρος της ερευνητικής διεργασίας μελετήθηκε η επίδραση των εκλυόμενων ροών θερμότητας του πυρός στις ιδιότητές του και στα χαρακτηριστικά της ατμοσφαιρικής ροής και της επαγωγικής στήλης θερμότητας (πλούμιο), αντίστοιχα. Πιο συγκεκριμένα, εκτιμήθηκε ο ρόλος της παραμέτρου heat extinction depth ή e-folding depth (zext) μέσα από οχτώ ιδεατά αριθμητικά πειράματα, τα οποία πραγματοποιήθηκαν με τη μέθοδο LES. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, η τιμή του zext επηρέασε την καθ’ ύψος κατανομή των εκλυόμενων ροών αλλά επίσης και την ποσότητα της εκλυόμενης ενέργειας που «εισχωρεί» στο ατμοσφαιρικό μοντέλο. Διαφορετικές τιμές zext κάτω από ίδιες αρχικές ατμοσφαιρικές συνθήκες είχαν ως αποτέλεσμα διαφορετικές καμένες περιοχές (σχήμα και έκταση). Διαφορές παρατηρήθηκαν τόσο στην ένταση όσο και στα μοτίβα της κάθετης συνιστώσας του στροβιλισμού (οριζόντιος στροβιλισμός) και της απόκλισης κοντά στην επιφάνεια, επηρεάζοντας το σχήμα της καμένης έκτασης και τη θέση της κεφαλής. Ο όρος της οριζόντιας μεταφοράς συνείσφερε θετικότερα στην αύξηση του οριζόντιου στροβιλισμού, ενώ ο όρος της κλίσης/συστροφής βρέθηκε μεγαλύτερος κατά τα πρώιμα στάδια της φωτιάς, όπου η παραγόμενη λόγω κατακόρυφης διάτμησης του ανέμου, ψ συνιστώσα του στροβιλισμού προσανατολίστηκε κατακόρυφα εξαιτίας της έντονης ανωμεταφοράς από την φωτιά επιφανείας. Στο δεύτερο μέρος της ερευνητικής διεργασίας πραγματοποιήθηκε η συνοπτική ανάλυση, παρουσιάστηκαν οι επικρατούσες ατμοσφαιρικές συνθήκες στην επιφάνεια, διερευνήθηκε η επίδραση της τοπογραφίας στη μέση ροή και στη συμπεριφορά του πυρός και ελέγχθηκε η επίδραση των παραμέτρων της ανάφλεξης (τοποθεσία, χρόνος, είδος) στη καμένη έκταση, κατά τη διάρκεια των γεγονότων της 23ης Ιουλίου 2018, όπου εκδηλώθηκαν δύο πυρκαγιές με ακραία συμπεριφορά, σε Δυτική (περιοχή Κινέτα) και Ανατολική (περιοχή Μάτι) Αττική. Ο αριθμητικός συνδυασμός αξιολογήθηκε ως προς την θερμοκρασία και υγρασία του αέρα και την ταχύτητα του ανέμου με βάση τα δεδομένα των σταθμών επιφανείας της Εθνικής Μετεωρολογικής Υπηρεσίας. Η απόδοση του κρίθηκε ικανοποιητική, αν και βρέθηκε να υπερεκτιμά τη θερμοκρασία στα 2 m και τη ταχύτητα του ανέμου στα 10 m, και να υποεκτιμά τη σχετική υγρασία στα 2 m. Η προσομοίωση της καμένης έκτασης και στα δύο γεγονότα υπό μελέτη ήταν σε σχετική συμφωνία με τη εκάστοτε πραγματική, ωστόσο και στις δύο περιπτώσεις υπήρξε καθυστέρηση στην ανάπτυξη της δυναμικής τους, με αποτέλεσμα να προκύψουν διαφορές ως προς την εξέλιξή τους χρονικά. Επιπλέον, η ανάλυση των αποτελεσμάτων της αριθμητικής προσομοίωσης υπέδειξε την παρουσία επαγόμενων κυμάνσεων λόγω ορεογραφίας στην ευρύτερη περιοχή, μονοπάτια ατμοσφαιρικής ροής μεγάλης ταχύτητας στα υπήνεμα των ορεινών εμποδίων, παροδική εμφάνιση χαρακτηριστικών ενός τυρβώδους υδραυλικού άλματος στα κατάντη του Όρους Πεντέλη και κατακόρυφη μεταφορά ενέργειας και ορμής προς τα έδαφος, κατά τη διάρκεια εμφάνισης των μέγιστων ταχυτήτων ανέμου. Η επίδραση της ορεογραφίας στην εκάστοτε πυρκαγιά βρέθηκε διαφορετική καθώς, η παρουσία των απομονωμένων Γεράνειων Ορέων οδήγησε σε θερμότερες και ξηρότερες συνθήκες, με ισχυρότερες ταχύτητες ανέμου στα κατάντη, ενώ το Όρος Πεντέλη είχε μικρότερη επίδραση στις ατμοσφαιρικές συνθήκες στην υπήνεμη πλευρά.

show abstract

AUTH Regional Climate Model Contributions to EURO-CORDEX

Cited by 2 publications

References 7 publications

On the Spin‐Up Period in WRF Simulations Over Europe: Trade‐Offs Between Length and Seasonality

On the Spin‐Up Period in WRF Simulations Over Europe: Trade‐Offs Between Length and Seasonality

Study of atmosphere-wildland fires interactions, using numerical models, in Greece

Contact Info

Product

Resources

About