In de afgelopen twee winters had het ECMWF model een groot probleem met sneeuwval. Het model liet weliswaar netjes sneeuw vallen, maar kon het daarna niet goed meer laten verdwijnen. Daar kwam nog bij, dat er onvoldoende waarnemingen beschikbaar waren om de begintoestand van het model te corrigeren.
Hoe zit dat? Het ECMWF model berekende voor 12 uur vooruit bijvoorbeeld 25 cm sneeuw. Dat is ook de 'eerste gok' voor de begintoestand van het model dat 12 uur later gaat draaien. In werkelijkheid viel er niets, maar er waren geen waarnemingen die het model in gingen om dat te corrigeren. Er werd dus daarom aangenomen dat die 25 cm ook gevallen was. Daar ging het model dus weer mee rekenen. Na meerdere dagen met sneeuwval werd dit probleem alleen maar erger.
Vervolgens trad nog een ander fysisch mankement in het model op: de dichtheid van de sneeuw werd te hoog. Als sneeuw valt heeft het een vrij lage dichtheid, maar na het vallen klinkt het in (zakt onder zijn eigen gewicht in), zodat de dichtheid toeneemt. In het model liep de dichtheid op heel veel plaatsen op naar 500 kg/m³ of zelfs nog meer.
Dat resulteerde in een derde probleem: met het invallen van de dooi was de dichtheid zó hoog, dat de sneeuw maar heel moeilijk verdween. Zelfs na drie dagen met 8-9 graden lag er nog sneeuw in Nederland, volgens ECMWF, terwijl alles allang was weggedooid. Die fout werd ook niet rechtgezet bij de volgende analyse, want er waren immers geen sneeuwdekwaarnemingen.
Meer samenwerking en data
Afgelopen twee jaar heeft het ECMWF in samenwerking met diverse nationale weerinstituten, waaronder het KNMI, de problemen aangepakt. Er is gekeken naar de prognose van de sneeuwdichtheid, maar ook naar het gebrek aan sneeuwdekwaarnemingen.
Wat dat laatste betreft, zijn er goede resultaten geboekt: Zweden levert sinds eind maart 2011 van meer dan 300 locaties elke dag de sneeuwdikte, Roemenië op 78 stations, Nederland op 33 stations, Denemarken op 43 stations en Hongarije op 61 stations. In totaal dus ruim 500 waarnemingen in Europa 'erbij', al zijn het feitelijk reeds bestaande waarnemingen die nu ook door het ECMWF worden gebruikt.
Het leidt ertoe dat de sneeuwbedekking veel beter in het model zit en afwijkingen tussen de realiteit en de 'eerste gok' uit de vorige modelrun, veel sneller en beter worden rechtgezet.
De prognose van de sneeuwdichtheid is nogmaals bekeken en aangepast, zodat vers gevallen sneeuw op een andere manier inklinkt en minder snel leidt tot hoge dichtheden. Ook wordt de dichtheid uit de (nieuwe) waarnemingen op een betere manier afgeleid, zodat ook de modelanalyse veel beter is.
In de eerste set van afbeeldingen onderaan zie je in de bovenste rij de berekeningen van het oude model, in de onderste rij die van het nieuwe model. Links staat de sneeuwhoeveelheid in millimeters vloeibaar water, rechts de sneeuwdichtheid. De situatie op 14 januari 2010 wordt getoond.
Onderaan staat de modelfout in de sneeuwdikte over de afgelopen vier winters. In de winter van 2008-2009 werd nog een oude analysetechniek gebruikt voor sneeuwdikte, tijdens 2009-2010 werd een nieuwe methode gebruikt. De resultaten waren destrastreus: de fout in de sneeuwdikte over heel Europa in februari liep op naar 130 centimeter! Door de levering van sneeuwmetingen en de aanpassingen aan de sneeuwdichtheid, is de fout in de winters erop (2010-2011 en 2011-2012) gekelderd naar maximaal ca. 30 cm tussen december en februari.
Alles nu weer goed?
Daarmee zijn nog niet alle problemen verholpen. Het KNMI heeft geconstateerd dat de afsmelt van sneeuw in de afgelopen winter nog steeds niet snel genoeg verliep ten aanzien van de realiteit. Het lijkt er nu op dat het model de sneeuwlaag te veel laat 'verijzen', waardoor het moeizamer wegdooit. Daar gaat het ECMWF nu nog naar kijken en daar is vast ook nog winst te boeken.
Al met al heeft deze problematiek in elk geval geleid tot een paar wijze lessen en uiteindelijk weer een beter model. Dat is toch een van de voordelen van de intensieve Europese samenwerking, via ECMWF, van instituten met eigen expertise op het gebied van numerieke weersverwachtingen.
Vragen: stel ze gerust
.
Gr. Ben
Bronnen
- ECMWF Data Assimilation Training course - Surface Analysis
- Introduction of a fix to snow density update and reactivation of satellite snow cover in DA experiments
Hoe zit dat? Het ECMWF model berekende voor 12 uur vooruit bijvoorbeeld 25 cm sneeuw. Dat is ook de 'eerste gok' voor de begintoestand van het model dat 12 uur later gaat draaien. In werkelijkheid viel er niets, maar er waren geen waarnemingen die het model in gingen om dat te corrigeren. Er werd dus daarom aangenomen dat die 25 cm ook gevallen was. Daar ging het model dus weer mee rekenen. Na meerdere dagen met sneeuwval werd dit probleem alleen maar erger.
Vervolgens trad nog een ander fysisch mankement in het model op: de dichtheid van de sneeuw werd te hoog. Als sneeuw valt heeft het een vrij lage dichtheid, maar na het vallen klinkt het in (zakt onder zijn eigen gewicht in), zodat de dichtheid toeneemt. In het model liep de dichtheid op heel veel plaatsen op naar 500 kg/m³ of zelfs nog meer.
Dat resulteerde in een derde probleem: met het invallen van de dooi was de dichtheid zó hoog, dat de sneeuw maar heel moeilijk verdween. Zelfs na drie dagen met 8-9 graden lag er nog sneeuw in Nederland, volgens ECMWF, terwijl alles allang was weggedooid. Die fout werd ook niet rechtgezet bij de volgende analyse, want er waren immers geen sneeuwdekwaarnemingen.
Meer samenwerking en data
Afgelopen twee jaar heeft het ECMWF in samenwerking met diverse nationale weerinstituten, waaronder het KNMI, de problemen aangepakt. Er is gekeken naar de prognose van de sneeuwdichtheid, maar ook naar het gebrek aan sneeuwdekwaarnemingen.
Wat dat laatste betreft, zijn er goede resultaten geboekt: Zweden levert sinds eind maart 2011 van meer dan 300 locaties elke dag de sneeuwdikte, Roemenië op 78 stations, Nederland op 33 stations, Denemarken op 43 stations en Hongarije op 61 stations. In totaal dus ruim 500 waarnemingen in Europa 'erbij', al zijn het feitelijk reeds bestaande waarnemingen die nu ook door het ECMWF worden gebruikt.
Het leidt ertoe dat de sneeuwbedekking veel beter in het model zit en afwijkingen tussen de realiteit en de 'eerste gok' uit de vorige modelrun, veel sneller en beter worden rechtgezet.
De prognose van de sneeuwdichtheid is nogmaals bekeken en aangepast, zodat vers gevallen sneeuw op een andere manier inklinkt en minder snel leidt tot hoge dichtheden. Ook wordt de dichtheid uit de (nieuwe) waarnemingen op een betere manier afgeleid, zodat ook de modelanalyse veel beter is.
In de eerste set van afbeeldingen onderaan zie je in de bovenste rij de berekeningen van het oude model, in de onderste rij die van het nieuwe model. Links staat de sneeuwhoeveelheid in millimeters vloeibaar water, rechts de sneeuwdichtheid. De situatie op 14 januari 2010 wordt getoond.
Onderaan staat de modelfout in de sneeuwdikte over de afgelopen vier winters. In de winter van 2008-2009 werd nog een oude analysetechniek gebruikt voor sneeuwdikte, tijdens 2009-2010 werd een nieuwe methode gebruikt. De resultaten waren destrastreus: de fout in de sneeuwdikte over heel Europa in februari liep op naar 130 centimeter! Door de levering van sneeuwmetingen en de aanpassingen aan de sneeuwdichtheid, is de fout in de winters erop (2010-2011 en 2011-2012) gekelderd naar maximaal ca. 30 cm tussen december en februari.
Alles nu weer goed?
Daarmee zijn nog niet alle problemen verholpen. Het KNMI heeft geconstateerd dat de afsmelt van sneeuw in de afgelopen winter nog steeds niet snel genoeg verliep ten aanzien van de realiteit. Het lijkt er nu op dat het model de sneeuwlaag te veel laat 'verijzen', waardoor het moeizamer wegdooit. Daar gaat het ECMWF nu nog naar kijken en daar is vast ook nog winst te boeken.
Al met al heeft deze problematiek in elk geval geleid tot een paar wijze lessen en uiteindelijk weer een beter model. Dat is toch een van de voordelen van de intensieve Europese samenwerking, via ECMWF, van instituten met eigen expertise op het gebied van numerieke weersverwachtingen.
Vragen: stel ze gerust
.Gr. Ben
Bronnen
- ECMWF Data Assimilation Training course - Surface Analysis
- Introduction of a fix to snow density update and reactivation of satellite snow cover in DA experiments
