You need JavaScript to view this

A regional climate model for the Arctic and the North Atlantic; Ein regionales Klimamodell fuer die Arktis und den Nordatlantik

Abstract

The Arctic and the subpolar region of the North Atlantic with their complex net of mechanisms and feedbacks play an important role in the climate system. Because of the sparse observations and the low resolution of the global models the high-resolution regional climate model REMO provides an improved tool to investigate arctic processes. REMO is based on the former numerical weather prediction model EM of the German Weather Service (DWD) and was further developed at the Max-Planck-Institute for Meteorology (MPIfM) in Hamburg. It has two different parameterization schemes - the original one called DWD-physics and additionally the ECHAM4-physics from MPIfM. The dynamical scheme is in both cases identical. In a first step REMO is adapted to the new domain. This configuration covers the Arctic and the North Atlantic down to 40 N with a horizontal resolution of 0.5 x 0.5 and 121 x 145 grid points. Different periods are simulated with DWD- and ECHAM4-Physics in forecast - as well as in climate-mode. Lateral boundary conditions are taken from NCEP/NCAR-reanalysis. Comparing REMO with ship observations in the Labrador Sea yields a better correspondence than the reanalysis data. Simulated precipitation is overestimated most probably due to unrealistic high humidity in the NCEP/NCAR-reanalysis.  More>>
Authors:
Publication Date:
Jul 01, 2001
Product Type:
Thesis/Dissertation
Report Number:
ETDE-DE-1294
Resource Relation:
Other Information: TH: Diss.; PBD: 2001; Related Information: Berichte aus dem Institut fuer Meereskunde an der Christian-Albrechts-Universitaet Kielv. 325
Subject:
54 ENVIRONMENTAL SCIENCES; CLIMATE MODELS; ARCTIC REGIONS; ATLANTIC OCEAN; OCEANIC CIRCULATION; SALINITY; ICE; ROUGHNESS; CLIMATES
OSTI ID:
20297336
Research Organizations:
Institut fuer Meereskunde an der Univ. Kiel (Germany); Kiel Univ. (Germany). Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultaet
Country of Origin:
Germany
Language:
German
Other Identifying Numbers:
Other: ISSN 0341-8561; TRN: DE02GD318
Availability:
Available to ETDE participating countries only(see www.etde.org); commercial reproduction prohibited; OSTI as DE20297336
Submitting Site:
DE
Size:
138 pages
Announcement Date:

Citation Formats

Berndt, H. A regional climate model for the Arctic and the North Atlantic; Ein regionales Klimamodell fuer die Arktis und den Nordatlantik. Germany: N. p., 2001. Web.
Berndt, H. A regional climate model for the Arctic and the North Atlantic; Ein regionales Klimamodell fuer die Arktis und den Nordatlantik. Germany.
Berndt, H. 2001. "A regional climate model for the Arctic and the North Atlantic; Ein regionales Klimamodell fuer die Arktis und den Nordatlantik." Germany.
@misc{etde_20297336,
title = {A regional climate model for the Arctic and the North Atlantic; Ein regionales Klimamodell fuer die Arktis und den Nordatlantik}
author = {Berndt, H}
abstractNote = {The Arctic and the subpolar region of the North Atlantic with their complex net of mechanisms and feedbacks play an important role in the climate system. Because of the sparse observations and the low resolution of the global models the high-resolution regional climate model REMO provides an improved tool to investigate arctic processes. REMO is based on the former numerical weather prediction model EM of the German Weather Service (DWD) and was further developed at the Max-Planck-Institute for Meteorology (MPIfM) in Hamburg. It has two different parameterization schemes - the original one called DWD-physics and additionally the ECHAM4-physics from MPIfM. The dynamical scheme is in both cases identical. In a first step REMO is adapted to the new domain. This configuration covers the Arctic and the North Atlantic down to 40 N with a horizontal resolution of 0.5 x 0.5 and 121 x 145 grid points. Different periods are simulated with DWD- and ECHAM4-Physics in forecast - as well as in climate-mode. Lateral boundary conditions are taken from NCEP/NCAR-reanalysis. Comparing REMO with ship observations in the Labrador Sea yields a better correspondence than the reanalysis data. Simulated precipitation is overestimated most probably due to unrealistic high humidity in the NCEP/NCAR-reanalysis. Observed sensible heat fluxes are much lower than the REMO and NCEP/NCAR simulated fluxes. REMO simulations in climate- and forecast-mode with ECHAM4-parameterizations are compared with measured surface temperatures and precipitation distributions. While there are numerically generated spectral spikes in the NCEP/NCAR precipitation fields in the Arctic, they are not found in the REMO results. In a sensitivity study the impact of higher surface roughness in the marginal ice zone is investigated. Ensemble experiments show the high internal variability masking any signals due to the changed roughness length. This high internal variability is mostly due to the large model domain and the corresponding a low influence of the lateral boundary conditions. Overall, REMO has proved to be a useful tool for a better understanding of the processes in the Arctic and the North Atlantic. Further adjustment of the parameterizations seems to be necessary. Other components of the climate system have to be considered to successfully describe the complex feedbacks and processes of the climate subsystems. (orig.) [German] Die Arktis und der subpolare Nordatlantik bilden mit ihren komplexen Mechanismen und Rueckkopplungen eine wichtige Komponente unseres Klimasystems. Aufgrund der geringen Beobachtungsdichte und der niedrigen Aufloesung globaler Klimamodelle, bietet sich der Einsatz hoeher aufloesender regionaler Klimamodelle an. Das hier verwendete regionale Klimamodell (REMO) basiert auf dem frueheren Wettervorhersagemodell EM des Deutschen Wetterdienstes (DWD) und wurde am Max-Planck-Institut fuer Meteorologie (MPIfM) in Hamburg weiterentwickelt. Fuer die Simulation subskaliger Prozesse stehen zwei Saetze physikalischer Parametrisierungen zur Verfuegung - die urspruenglich verwendete DWD-Physik und die ECHAM4-Physik des MPIfM. Der dynamische Teil ist in beiden Faellen identisch. REMO wird zunaechst an das neue Untersuchungsgebiet angepasst. Die neue Konfiguration beruecksichtigt bei einer horizontalen Aufloesung von 0.5 x 0.5 und 145 x 121 Glitterpunkten die gesamte Arktis und den Nordatlantik bis etwa 40 N. Mit DWD- und ECHAM4-Physik im Vorhersage- und Klima-Mode werden unterschiedliche Zeitraeume simuliert. Als Antriebsdaten werden die NCEP/NCAR-Reanalysen mit einer zeitlichen Aufloesung von 6 Stunden verwendet. Da REMO bisher nur in gemaessigtem Klima eingesetzt wurde, steht der Test des Modells unter den extremen Bedingungen der hohen Breiten im Vordergrund. Beim Vergleich mit Schiffsbeobachtungen aus der Labrador-See liegt REMO deutlich dichter an den Messungen als die Antriebsdaten. Unrealistisch hohe Feuchten in den Reanalysen sind vermutlich die Ursache erhoehter simulierter Niederschlaege. Gemessene Fluesse fuehlbarer Waerme werden bei starken Ozean-Atmosphaere Wechselwirkungen von NCEP/NCAR und REMO deutlich ueberschaetzt. In weiteren Simulationen im Klima- und Vorhersage-Mode mit den ECHAM-4 Parametrisierungen wird REMO mit gemessenen Oberflaechentemperaturen und Niederschlagsfeldern verglichen. Waehrend man bei den Niederschlagsverteilungen der NCEP/NCAR-Reanalysen unrealistische spektrale Muster im Bereich der Arktis beobachten kann, treten diese in REMO nicht mehr auf. In einer Sensitivitaetsstudie wird der Einfluss erhoehter Oberflaechenrauigkeit an der Eisrandzone untersucht. Ensemble-Experimente zeigen, dass die hohe interne Variabilitaet die Signale der veraenderten Rauigkeit ueberlagert, was hauptsaechlich auf das grosse Modellgebiet und den damit verbundenen geringen Einfluss der Randdaten zurueckgefuehrt wird. (orig.) (abstract truncated)}
place = {Germany}
year = {2001}
month = {Jul}
}